[发明专利]一种多处理器实时任务执行功耗优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机领域，提出了一种多处理器实时任务执行功耗优化方法。

背景技术

计算机实时系统在现代的制造、通信、军事等社会的各个领域占有举足轻重的地位。随着应用环境的性能要求越来越高，系统功耗越来越大。多处理器系统能够满足应用环境的性能要求，虽然需要及其复杂的调度方法。系统功耗增加会导致两个方面的问题：处理器、内存等硬件的散热问题；系统电池的供给时间问题。因此，设计多处理器实时任务执行功耗优化方法成为实时系统领域非常的问题，也是难以解决的问题。

当前主要采用动态电压调节(Dynamic Voltage Scaling，DVS)技术降低系统功耗，即，利用降低处理器频率延长任务执行时间达到降低系统功耗的目的。该技术的原理为：处理器频率与任务执行时间为一次方关系，而与系统功耗为三次方关系，因此，当系统降低1个单位频率，虽然延长1个时间单位执行时间，但是降低三个单位功耗。大部分算法采用模拟退火算法、遗传算法等进化算法实现多处理器实时任务功耗优化。但是这类方法的时间开销非常可观，无法很好地实现任务的实时性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多处理器实时任务执行功耗优化方法，通过实时任务的松弛时间降低多处理器实时任务的执行功耗。

为了解决上述问题，本发明的构思是：

根据实时任务的释放时间、最坏执行时间、绝对截止期和任务之间的约束关系计算所述实时任务的松弛时间，构造实时任务松弛时间约束图；

进一步的，按照深度优先策略和递归策略分配实时任务松弛时间约束图中的实时任务；

进一步的，如果已分配的实时任务存在重复，则计算重复任务执行完毕的时间；如果重复任务执行完毕时间的最小值，加处理器之间的通信时间开销，仍然不会造成所述重复任务的后继任务违反时间约束，则保留所述最小值对应的重复任务，删除其它处理器上的重复任务；

进一步的，计算所述处理器上所述实时任务的最大执行可延长时间；最大限度的延长实时任务的执行时间，降低实时任务执行时的处理器频率，从而降低系统功耗。

根据上述的发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种多处理器实时任务执行功耗优化方法，其特征在于利用实时任务的松弛时间延长所述实时任务执行时间降低功耗，具体操作步骤如下：

A、构造实时任务松弛时间约束图：根据实时任务的释放时间、最坏执行时间、绝对截止期和实时任务之间的约束关系构造实时任务松弛时间约束图；所述实时任务之间的约束关系包括：实时任务之间的执行顺序关系、实时任务之间的数据依赖关系，所述实时任务之间的执行顺序关系包括实时任务的前继关系、实时任务的后继关系，所述实时任务之间的数据依赖关系是所述实时任务的数据输出是其它实时任务的数据输入；

B、按照深度优先策略和递归策略分配实时任务松弛时间约束图中的实时任务；

C、优化步骤B分配的实时任务；

D、计算所述实时任务执行时处理器频率，降低系统功耗。

上述步骤A中的构造实时任务松弛时间约束图的操作步骤如下：

A1、计算所述实时任务松弛时间；

A2、构造所述实时任务松弛时间约束图中的实时任务节点；所述实时任务节点用实时任务属性元组表示，所述实时任务属性元组包括：释放时间、最坏执行时间、绝对截止期、松弛时间；

A3、构造所述实时任务松弛时间约束图中的实时任务的有向连接弧；所述实时任务的有向连接弧用实时任务之间通信属性元组表示，所述通信属性元组包括：实时任务执行的前继实时任务、实时任务与其前继实时任务通信的时间开销、实时任务执行的后继实时任务、实时任务与其后继实时任务通信的时间开销；

上述步骤A1中的计算实时任务松弛时间按以下公式进行计算：