实时调度算法是嵌入式实时系统设计和实现的关键问题之一,也是保障实时系统两个必备特性(时限性和可靠性)的重要方法,是实时系统中重要而活跃的研究领域。在众多的实时调度算法中,速率单调(Rate Monotonic,RM)和最早截止期限优先(Eartiest Deadline First,EDF)分别是静态调度和动态调度领域中经典的调度算法。RM算法属于静态调度算法,在系统运行前决定任务的调度,实现简单,在满足前提条件的情况下可以保证实时任务集的成功调度。EDF算法属于动态调度算法,在系统运行时决定任务的调度,CPU利用率可以达到100%(理想情况下)。虽然RM和EDF算法以其各自所具备的优良性能在嵌入式实时系统中得到了广泛应用,但是我们也不能忽视它们本身存在的实时性问题。虽然一些改进后的算法能支持更复杂的任务集特性,但这些算法都是开环的调度算法。开环就意味着一旦调度器被创建,它们就不能基于持续的反馈进行调整了。尽管开环调度算法在负载精确建模的静态或动态系统中执行良好,但是该类算法在不可预测的动态系统环境下性能却较差。本文是在考虑“系统过载”的情况下,通过在EDF调度算法中引入反馈控制机制来提高EDF调度算法的实时性及稳定性。首先介绍实时调度算法的应用背景:实时系统、嵌入式系统、实时操作系统和嵌入式实时操作系统。接着对现有的实时调度模型、实时调度基本理论、调度策略和实时调度算法进行了分析和研究。对RM和EDF实时调度算法进行了详细分析,并举例说明了它们的调度过程。然后介绍了本文提出的反馈控制机制用到的相关理论—比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivative,PID)自动控制理论和操作方法,并说明了单神经元智能控制的基本理论。最后,通过使用自适应单神经元PID算法对EDF调度算法进行动态反馈控制,动态调整过载时系统中的任务数量,运用每次运行获得的截止期错失率作为下一次运行的输入参数进行实时任务调度,以此来提高实时系统的实时性和稳定性,达到有效改善过载的目的。本文模拟了基于PID反馈控制机制的最早截止期限优先调度算法,并比较了引入反馈控制机制前后的实验情况。实验结果表明:引入自适应单神经元PID反馈调度算法可以快速稳定并积极改善实时系统达到过载时的情况,可以优化系统降级时的性能。说明了使用PID反馈控制对改善EDF调度算法执行情况的可行性和有效性。该结论对实时调度算法的研究和使用有一定的理论和实践意义。本文的创新之处在于引入了单神经元PID反馈控制机制,使反馈控制更具智能型,实现了自适应单神经元PID控制算法在嵌入式实时调度算法领域的运用。