【摘 要】
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随着集成电路工艺和计算机自动化控制技术的发展,基于多核架构的实时系统得到广泛应用,特别是在数字控制、指挥控制、信号处理以及军事领域等方面发挥着重要的作用,使得基于多核
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随着集成电路工艺和计算机自动化控制技术的发展,基于多核架构的实时系统得到广泛应用,特别是在数字控制、指挥控制、信号处理以及军事领域等方面发挥着重要的作用,使得基于多核架构的实时任务调度算法成为国内外的研究热点之一。
根据实时任务固有截止期限的特性和多核处理器多线程并行执行的特点,本文提出了基于异构多核体系的系统模型,并建立了相关的调度模型、任务模型和处理器模型。系统模型细化了任务的调度粒度,使任务可以进行任务级多线程并行执行,提高了任务的并发性和处理器的利用率。同时,根据实际实时系统的各种约束条件,本文对系统模型定义了相关的约束条件,如互斥资源的约束、任务间优先关系的约束和任务间的通信开销等,并对这些相关约束条件分别建立了数学模型。基于多处理器系统任务分配思想,本文提出了四种基于多核处理器动态任务分配模型,并作了相应的分析。
多核平台上的多任务调度是一个NP难题,本文使用遗传算法并结合最晚开始时间最先分配(Lat.Star.Date,LSD)模型进行了最优化调度。在遗传算法的迭代过程中,本文设计了一个适应度函数,并且证明了该函数是一个合适的李雅普诺夫函数,从而保证了遗传算法在迭代过程中稳定的收敛性。
通过随机突发任务的调度实验,本文对四种任务动态任务分配模型的稳定性和可扩展性进行了检测,并根据调度成功率、重新调度率、任务调度长度、处理器利用率和通信开销比值五个性能评估标准进行了比较。从突发任务的大量随机性调度实验表明,LSD模型能够充分地保证调度成功率和有效的减少任务重新调度率,因而具有最好的可扩展性。
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