【摘 要】
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随着航天技术的不断发展,卫星的系统集成度越来越高,软件功能也越来越复杂。为满足日益提高的功能需求,星载计算系统也逐步从单核处理器向多核处理器转变。然而,多核处理器虽然为解决星上复杂计算问题提供了可能,但体系结构与任务管理不同于单核处理器,在任务调度问题上面临系统能耗管理、可靠性以及任务响应延迟等诸多挑战。本文针对多核星载计算系统任务调度问题开展研究,具体内容如下:针对异构多核处理器上关联周期任务的
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随着航天技术的不断发展,卫星的系统集成度越来越高,软件功能也越来越复杂。为满足日益提高的功能需求,星载计算系统也逐步从单核处理器向多核处理器转变。然而,多核处理器虽然为解决星上复杂计算问题提供了可能,但体系结构与任务管理不同于单核处理器,在任务调度问题上面临系统能耗管理、可靠性以及任务响应延迟等诸多挑战。本文针对多核星载计算系统任务调度问题开展研究,具体内容如下:针对异构多核处理器上关联周期任务的节能调度问题,在系统建模的基础上,给出了该问题的数学描述,并利用拓扑排序优化DAG中任务的绝对截止期。同时提出一种基于变邻域搜索的遗传算法,以系统能耗最优为指标,实现了任务对处理器内核的映射以及工作电压/频率的选择。针对异构多核处理器上关联周期任务的低功耗与容错协同调度问题,在建立系统能耗与频率关系的基础上,提出一种基于空闲时间回收机制的动态节能策略。考虑到DVFS对系统可靠性的负面影响,提出了分别基于逆向恢复与主备份技术的容错调度算法,算法在抑制系统能耗增长的同时,大幅提高了系统可靠性。针对星载计算系统中的非周期任务调度问题,本文提出一种基于硬常带宽服务器的反馈调度策略,通过对服务器带宽进行动态调节,使得系统在任务负载动态变化时,能够保证周期任务实时性的同时,在有限时间内降低非周期任务的平均响应延迟。
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