基于多处理器实时调度算法的研究

论文摘要

随着计算机与自动控制技术的发展,实时系统广泛地应用于航空、航天、航海等领域。实时调度是实时系统核心问题之一,因而成为现代工业、军事等领域的研究热点。论文的主要工作体现在以下几个方面:1.根据实时系统的特点,从理论上对实时调度进行深入研究,给出实时调度算法评价参数。2.在总结以往研究成果的基础上,对实时调度的两种主要算法:静态调度和动态调度算法进行分类研究(单处理器和多处理器),给出了几种主要调度算法的任务调度模型和可调度条件。通过编程语言对算法进行描述,并对它们的适用范围、优缺点以及性能进行比较,以便根据实际需要找出最合适的算法。3.由于目前大多数实时调度算法的研究仅限于简单系统,对复杂的实时多任务系统的研究并不多。针对这一问题,本文设计了用来处理卫星数据的嵌入式仿真系统,并实现出一种适合于该系统的调度方案。4.介绍了Pfair调度算法,并以卫星数据处理嵌入式仿真系统为试验平台,实现出Pfair调度中的EPDF算法和PD~2算法,从而对系统中的任务模型进行应用和验证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 实时系统发展概况
• 1.3 实时系统的基本概念
• 1.4 本文研究的主要内容和工作
• 1.5 论文的组织结构
• 第二章 实时多任务调度算法的研究
• 2.1 实时调度的基本概念
• 2.1.1 实时任务
• 2.1.2 多处理器任务调度模型
• 2.2 实时调度的分类
• 2.3 实时调度算法
• 2.4 实时调度算法的性能评价
• 2.5 实时多任务静态调度
• 2.5.1 单处理器静态调度算法
• 2.5.2 多处理器静态调度算法
• 2.6 动态调度算法
• 2.6.1 动态调度问题的描述
• 2.6.2 单处理器动态调度算法
• 2.6.3 多处理器动态调度算法
• 2.7 本章小结
• 第三章 系统设计
• 3.1 问题详述
• 3.1.1 任务的描述
• 3.1.2 系统的要求
• 3.2 硬件平台
• 3.3 需要考虑的因素
• 3.3.1 资源访问控制
• 3.3.2 子任务的同步
• 3.3.3 在线（On-line）调度和离线（Off-line）调度
• 3.3.4 局部（Partitioned）调度和全局（Global）调度
• 3.4 本章小结
• 第四章 调度算法在仿真系统中的实现
• 4.1 概述
• 4.1.1 SystemC
• 4.1.2 ARM
• 4.1.3 DSP
• 4.1.4 总线（Bus）
• 4.1.5 任务模型
• 4.2 可调度性验证（schedulability verification）
• 4.3 实现算法
• 4.3.1 应用RM调度算法
• 4.3.2 应用DM调度算法
• 4.4 小结
• 第五章 PFair调度算法在仿真系统中的实现
• 5.1 PFair调度理论
• 5.1.1 理论基础
• 5.1.2 PFair的约束条件
• 5.1.3 PFair的可行性
• 5.2 基于量子的调度
• 5.3 PFair调度算法
• 5.3.1 调度策略
• 5.3.2 支持的任务集
• 5.4 PFair调度算法在仿真系统中的应用
• 5.4.1 应用EPDF算法
• 2算法'>5.4.2 应用PD²算法
• 5.5 时间开销
• 5.5.1 上下文切换时间
• 5.5.2 调度时间
• 5.5.3 缓冲区时间延迟
• 5.5.4 总结
• 5.6 本章小结
• 第六章 全文总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果