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硬实时调度抢占开销的在线优化策略及仿真实现

赵震宇  
【摘要】:嵌入式系统已广泛地应用到人们的生产生活领域。在硬实时嵌入式系统中,任务间的抢占不仅导致操作系统上下文切换的时间开销,而且还会造成存储设备、网络设备、外界环境等资源带宽的降低以及能源消耗的浪费。如何在保证系统实时性的同时,对硬实时任务调度中的抢占开销进行优化,提高系统性能是本文研究的主要问题。 本文在实时系统通用的周期性任务模型基础上分析了固定优先级以及动态优先级实时调度的时序关系及任务间的抢占关系。分别对RM调度和EDF调度抢占行为的可推迟时间进行了量化分析,推导出受低优先级任务阻塞而造成的受阻任务集,以及在任意抢占时刻,推迟高优先级硬实时任务的执行来避免抢占发生的判定条件。提出了一种硬实时任务调度抢占开销的在线优化策略。通过在Matlab中的TORSCHE工具箱搭建仿真测试环境,对该优化策略进行了仿真实验。并与标准RM,EDF调度模型以及抢占阈值静态模型的仿真实验数据进行了对比。 仿真实验数据结果表明,本文提出的硬实时任务调度中抢占开销在线优化策略可以有效地减少系统运行中的抢占次数。能够在保证任务的可调度性的同时,有效减少不同调度算法下任务抢占发生的次数,降低抢占开销。


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