基于统一调度理论的实时嵌入式系统调度算法优化研究

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近年来随着通信电子技术的快速进步,实时嵌入式系统已被广泛应用到生活的各个方面。与传统实时系统相比,实时嵌入式系统的资源更加有限、应用环境也更复杂多变,一般应用于反应式系统,其任务调度更加困难。但当前调度策略的任务切换频繁、任务可调度性较低,难以满足要求。因此面向实时嵌入式系统如何通过减少任务切换开销,提高任务集的可调度性,具有重要理论意义与实际应用价值。本文主要研究实时嵌入式系统中任务调度的问题,针对不同类型的任务集合,基于改进的统一调度,分别提出了一种支持同步任务的调度算法IFPGS和一种异步实时任务集的调度算法IFPGS-AST,最后通过实验验证了所提算法的有效性。本文主要工作和研究成果如下:首先,研究了统一调度的任务可调度性分析,只考虑了任务最后运行阶段的影响,存在任务响应时间过长的问题。因此,为进一步减少任务响应时间,通过考虑任务所有运行阶段,重新分析任务的可调度性。基于i-级活动周期推导出任务可调度性判定公式。将可调度性判定公式转变为基于累积执行请求的可调度性测试,提出任务参数的分配算法IFPGS,改善任务集的可调度性。其次,针对释放存在偏移的任务,基于改进的统一调度,提出了一种异步实时任务集合的调度算法。首先建立异步任务模型,利用可行性区间分析异步任务的可调度性,并给出判定公式。基于可调度性判定,提出异步任务参数的分配算法IFPGS-AST,提高异步任务集的可调度性。最后,通过实验验证IFPGS算法与IFPGS-AST算法的性能及有效性。仿真结果表明,与现有的同类算法相比,IFPGS算法与IFPGS-AST算法能够提高任务集的可调度性,并且在任务数较多时,算法依然具有良好的可调度性。
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