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《浙江大学》 2005年
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容错实时系统可调度性分析研究

王磊  
【摘要】:实时系统在工业、商业和军事领域中得到了广泛应用,这类系统对响应时间具有严格的要求,尤其是强实时系统,如果不能满足响应时限,将可能导致灾难性的后果。因此在实时系统设计过程中必须提供相应的手段来保证整个系统运行的实时性。可调度性分析是一种验证计算机系统是否满足实时性要求的方法,广泛应用于实时系统的开发过程。但是随着应用需求的不断提高,实时系统的设计也变得越来越复杂,尤其是实时操作系统、容错技术以及分布式计算技术在实时系统中的大量应用,现有的分析方法已无法满足复杂的应用需求。本文以实时控制系统的开发为背景,研究了在采用符合OSEK/VDX标准的实时操作系统,主/副版本任务错误机制,以及在分布式系统环境下,进行系统可调度性分析的方法。本文的工作主要集中在以下四个方面: 1.混合抢占和分组抢占调度下的系统可调度性分析研究。混合抢占和分组抢占调度是OSEK/VDX操作系统规范推荐的两种实时调度策略,目前并未见到针对这两种调度策略的可调度性分析研究。本文分别针对这两种调度策略提出了计算任务最大响应时间的方法,通过对任务最大响应时间和截止时间的比较判定系统的可调度性。为了分析容错机制对系统可调度性的影响,将主/副版本容错机制分别与混合抢占调度和分组抢占调度相结合,提出了容错机制下任务最大响应时间的计算方法,并在此算法基础上给出了系统可承受最小错误间隔的算法。 2.抢占门限调度下的系统可调度性分析研究。抢占门限调度比混合抢占和分组抢占具有更强的灵活性和通用型。但是目前针对这种调度策略的可调度性分析只考虑了系统正常运行的情况,并未考虑容错机制的影响。为此本文对这种调度策略进行了可调度性分析的容错扩展研究,提出了主/副版本容错机制下的任务最大响应时间计算方法。为了获得最优的系统容错性能,还提出了优化遍历算法和启发式算法来计算系统抢占门限优先级分配的最优策略。 3.分布式实时系统的可调度性分析研究。现有的针对分布式实时系统的可调度性分析方法无法在满足分析精确性的同时保证较高的计算性能,在实际应用中无法满足复杂实时系统设计对可调度性分析的性能要求。为解决这一问题,本文针对事务周期不大于其截止时间的情况,提出了线性分布式系统事务端到端最大响应时间和最小响应时间的计算方法。该方法充分考虑了任务和消息的本地、全局依赖关系以及释放抖动的影响,可以获得精确的分析结果。通过关键时刻分析和规范形式转换,降低了算法的计算复杂度。实验表明,本文提出的分布式系统可调度
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP316.2

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨国青;基于模型驱动的汽车电子软件开发方法研究[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 符利华;基于CPS的实时系统的面向方面的容错调度模型[D];广东工业大学;2011年
2 李伟;高可靠嵌入式操作系统的构建与配置研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 周文亚;实时测控软件技术研究[D];西北工业大学;2007年
4 陶嘉龙;嵌入式智能控制器研究[D];沈阳工业大学;2007年
5 许白峰;嵌入式移动实时数据库管理系统实时调度方法研究[D];华中科技大学;2008年
6 胡志鹏;实时容错调度策略研究[D];华中科技大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何福贵;侯义斌;李辉;;基于有限优先级的动态调度分组算法[J];北京工业大学学报;2008年08期
2 周强,熊华钢,罗志强;LTPB网络带宽分配策略的实时性能研究[J];北京航空航天大学学报;2001年01期
3 阮俊波,李红兵,金惠华;实时连续多媒体任务模型及调度算法[J];北京航空航天大学学报;2005年08期
4 罗奕;何振林;孟丽;张庆蓉;;基于RMA的嵌入式系统代理调度模型设计[J];成都理工大学学报(自然科学版);2010年05期
5 赵海;周峰;罗玎玎;;WebitOS中动态优先级调度机制及EDF算法的实现[J];东北大学学报(自然科学版);2008年11期
6 宋博;杨凯;刘清饶;;新型机载高速数据通信系统设计[J];弹箭与制导学报;2005年SC期
7 杨仕平;桑楠;熊光泽;刘校矢;;高可信赖实时操作系统的防危调度机制[J];电子科技大学学报;2006年01期
8 廖勇;熊光泽;陈旭东;桑楠;朱清新;;分布式实时嵌入式系统端到端性能确保[J];电子科技大学学报;2007年03期
9 陈旭东;朱清新;廖勇;匡平;熊光泽;;一种非周期软实时系统的缓冲设计方法[J];电子科技大学学报;2007年03期
10 廖勇;陈旭东;桑楠;胡林辉;熊光泽;朱清新;;分布式实时系统的自适应资源管理中间件[J];电子科技大学学报;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 刘怀;林秋实;黄建新;;网络控制系统中信息与任务的混合调度算法设计与分析[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 孔峰;刘琦;李立;张雪林;;多处理器网络控制系统的反馈调度算法研究[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 殷进勇;可重构系统中实时任务调度算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 聂晓波;列车控制网络实时性能分析及调度策略研究[D];北京交通大学;2011年
3 高守婉;具有随机时滞与丢包的网络控制系统分析与设计研究[D];中国海洋大学;2011年
4 陈曦;CAN总线实时性和可靠性若干问题的研究[D];天津大学;2010年
5 郑书朋;飞行模拟器的计算机系统实时调度与通信关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 盛伟;考虑缓存预热时间的多核实时调度算法和分析[D];中国科学技术大学;2011年
7 李婵娟;安全关键实时通信协议研究[D];兰州大学;2011年
8 桂盛霖;安全关键嵌入式实时软件的关键非功能属性分析研究[D];电子科技大学;2011年
9 赵明;具备约束的实时调度关键问题的研究[D];东北大学;2010年
10 吕鸣松;实时系统最坏情况执行时间分析技术的研究[D];东北大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋习旺;嵌入式Linux的实时性研究与改进[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 辛鹏;百万千瓦水轮发电机自并励励磁系统的仿真研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 梁浩;多处理器系统实时调度EDZL算法的研究[D];江苏大学;2010年
4 石林勇;多处理器全局FP调度算法的研究[D];江苏大学;2010年
5 刁承;嵌入式系统SMILE的建模与调度[D];华东理工大学;2011年
6 王玺;嵌入式实时系统的低能耗研究[D];西安电子科技大学;2011年
7 张姝;支持分层混合调度策略的实时调度算法研究与设计[D];沈阳工业大学;2011年
8 任宝;风翼—柴油机混合动力船舶特性分析研究与风帆控制系统设计[D];大连海事大学;2011年
9 张海;基于TrueTime的变采样网络控制系统研究[D];电子科技大学;2011年
10 何召华;分数延时的网络控制系统的研究和设计[D];武汉科技大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何锋;宋丽茹;熊华钢;;航空电子双层任务分区调度设计[J];北京航空航天大学学报;2008年11期
2 陈娟;;ARINC653分区操作系统在综合模块化航空电子系统中的应用[J];电讯技术;2009年05期
3 王志平,熊光泽;实时调度算法研究[J];电子科技大学学报;2000年02期
4 王丽杰,熊光泽,罗蕾;嵌入式RTOS安全保护机制的研究与实现[J];电子科技大学学报;2005年05期
5 胡江强;郭晨;;简化模糊控制器的设计[J];大连海事大学学报;2006年03期
6 李永;嵌入式系统的发展现状和发展趋势[J];电脑知识与技术;2005年03期
7 何立民;嵌入式系统的定义与发展历史[J];单片机与嵌入式系统应用;2004年01期
8 王卓 ,包杰;嵌入式Linux系统及其应用前景[J];单片机与嵌入式系统应用;2004年05期
9 李秀梅,杨国青;OSEK/VDX标准与车控电子产品开发[J];单片机与嵌入式系统应用;2005年04期
10 秦珀石,李琳,王生耀,赵靖朝;测控温度数据采集管理软件设计[J];电子质量;2005年09期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈宇;高可靠容错实时系统的支撑技术研究[D];电子科技大学;2001年
2 周双娥;实时分布容错系统的任务调度技术研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
3 阳春华;工业实时系统多任务容错调度技术及应用研究[D];中南大学;2002年
4 杨仕平;分布式任务关键实时系统的防危(Safety)技术研究[D];电子科技大学;2004年
5 吴新勇;嵌入式操作系统安全保障技术研究[D];电子科技大学;2003年
6 宾雪莲;实时系统中的任务调度技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
7 孟燕;铁路智能运输系统结构设计方法研究[D];铁道部科学研究院;2005年
8 王涛;实时系统任务调度若干关键技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
9 马民;分布式交互仿真中容错和实时技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
10 唐玲;安全操作系统中的功能隔离机制研究[D];中国科学技术大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘军万;分布式实时系统中动态负载共享算法的研究[D];中南大学;2002年
2 高晓超;嵌入式操作系统实时机制研究[D];南京航空航天大学;2003年
3 秦珀石;嵌入式实时操作系统的应用研究[D];武汉理工大学;2003年
4 徐建明;PID控制器及其设计方法研究[D];浙江工业大学;2003年
5 胡靖宇;实时软件开发技术的研究与实现[D];西北工业大学;2002年
6 王季;Windows环境测控系统中实时扩展技术的研究与实现[D];西北工业大学;2004年
7 计莉;基于不精确计算模型的实时容错调度算法及其应用研究[D];中南大学;2003年
8 张智超;高可信赖嵌入式操作系统内核的研究与实现[D];电子科技大学;2004年
9 王亮;实时操作系统容错调度技术的研究与实现[D];电子科技大学;2004年
10 任彩霞;基于嵌入式实时操作系统的随动系统开发[D];吉林大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 连金江;李晖;;基于PCI总线的功率输出模块设计[J];北京汽车;2009年05期
2 刘超;白玲;刘峰;;饲料配料平滑自适应误差补偿模型及应用[J];饲料工业;2010年21期
3 刘玺斌;马建;宋青松;;基于AUTOSAR规范的汽车ECU软件开发方法[J];电子设计工程;2013年11期
4 徐鑫朋;王翔;陆建华;徐军;张晓先;;基于AUTOSAR方法论的应用组件配置[J];计算机工程;2010年18期
5 李允;桂盛霖;陈更;罗蕾;;嵌入式实时软件模型开发环境研究[J];计算机科学;2012年S3期
6 张荣;冯晔;万海峰;徐举宏;;基于PDM的汽车电控软件在线灌装技术[J];上海汽车;2013年01期
7 刘玺斌;马建;宋青松;;基于AUTOSAR规范的汽车ECU软件开发方法[J];长安大学学报(自然科学版);2013年03期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 游颖;客车信息集成控制系统配置设计中的分解技术研究[D];武汉理工大学;2010年
2 黄铁雄;开放式发动机管理系统体系结构及其虚拟原型技术研究[D];华中科技大学;2011年
3 刘兴华;飞行控制系统数字化设计技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
4 李晓军;基于量子框架的开放式汽车电控系统体系架构及其应用研究[D];山东大学;2008年
5 李方;基于模型集成的嵌入式数控系统设计关键技术研究[D];华南理工大学;2010年
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1 禚百田;UML在空调嵌入式系统开发中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
2 姬晓阳;嵌入式测控系统的设计与实现[D];郑州大学;2010年
3 周涛;ISO 15765协议的研究与实现[D];合肥工业大学;2011年
4 符利华;基于CPS的实时系统的面向方面的容错调度模型[D];广东工业大学;2011年
5 胡瀚杰;基于Giotto的无人直升机飞行控制仿真[D];南京航空航天大学;2010年
6 付霞;实时系统中基于容错的节能调度算法研究[D];华中科技大学;2011年
7 黄凯;符合MISRA C标准的自动代码生成及代码检查工具[D];浙江大学;2008年
8 胡博;基于模型驱动的建模环境—SmartDesigner 3.5[D];浙江大学;2008年
9 张宗盛;基于MDA架构的民生银行客户交流系统的设计与实现[D];中南大学;2008年
10 杨泉;基于量子框架的汽车电控系统软件总线研究[D];山东大学;2008年
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6 徐洪智;李仁发;;一种调度In-Tree任务图的算法[J];计算机工程;2008年23期
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9 刘整社,张明廉,文传源;并行飞行训练模拟器的准动态任务调度方法[J];系统仿真学报;1990年04期
10 康一梅,胡江;任务分解、任务调度与并行算法设计[J];电脑开发与应用;1997年03期
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4 周美娇;应启戛;张凤登;萧伟;冯治宝;;带有空闲帧的FIP总线可调度性分析[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C];2008年
5 许可;史海波;;基于多Agent的分散网络化制造企业任务调度[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
6 王璐璐;张素伟;任颉;;网格调度算法[A];《制造业自动化与网络化制造》学术交流会论文集[C];2004年
7 黄鲲;王知衍;翁小雄;;树形异构网格的启发任务调度算法[A];2007年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(下册)[C];2007年
8 张会福;陈然;;遗传算法的群体分组并行研究[A];2009年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(上册)[C];2009年
9 邹沐昌;赵北光;;分布式实时系统中控制模型及其坚定性研究[A];1992年中国控制与决策学术年会论文集[C];1992年
10 王璐璐;张素伟;任颉;;网格调度算法[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年
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1 曲芳 戴江勇 龚界文 院宣 肖文正 杨丽;坚决落实型号任务调度令[N];中国航天报;2008年
2 何川 方兴;运筹帷幄决胜千里[N];计算机世界;2001年
3 ;五大管理市场细分报告解读[N];网络世界;2007年
4 王波;Linux与服务器集群技术[N];中国计算机报;2002年
5 中国铁通集团有限公司 张胡笳 北京瑞斯康达科技发展有限公司 秦萌;接入层安全管理从“小”做起[N];通信产业报;2006年
6 ;基于SOC/IP的智能传感器设计研究(下)[N];电子报;2007年
7 ;实现救援服务IP化[N];网络世界;2005年
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10 谢蓟彭晓辉;以服务优化调度系统 加强运维精细化管理[N];人民邮电;2007年
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1 王磊;容错实时系统可调度性分析研究[D];浙江大学;2005年
2 史恒亮;云计算任务调度研究[D];南京理工大学;2012年
3 宾雪莲;实时系统中的任务调度技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
4 刘彦;异构多核片上系统的任务调度及应用研究[D];湖南大学;2009年
5 盛伟;考虑缓存预热时间的多核实时调度算法和分析[D];中国科学技术大学;2011年
6 汤绍勋;天基预警低轨星座星载传感器资源管理与预警探测任务调度问题研究[D];国防科学技术大学;2011年
7 黄万伟;基于服务属性区分的可重构任务调度研究[D];解放军信息工程大学;2009年
8 王涛;实时系统任务调度若干关键技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
9 徐光侠;分布式实时系统的软件故障注入及可靠性评测方法研究[D];重庆大学;2011年
10 谭朋柳;开放式实时系统任务调度的研究[D];华中科技大学;2008年
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1 王鹦鹉;基于智能传感器的实时系统任务调度分析[D];浙江大学;2006年
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3 李星;网格技术研究和基于蚂蚁算法的任务调度仿真器设计[D];河北工业大学;2004年
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8 刘先刚;网格计算中任务的调度策略和调度算法的研究[D];太原理工大学;2010年
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10 张靖;网格环境下任务调度机制的研究与仿真[D];西北大学;2006年
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