[发明专利]基于关键度的混合关键任务调度方法

说明书

本发明公开了一种基于关键度的混合关键任务调度方法，该方法为：根据每个安全关键任务的不同关键级别以及相应的实时参数确定对应的关键度，再根据不同安全关键任务的关键度确定每个安全关键任务的优先顺序，最后依次对优先顺序中的安全关键任务进行调度。本发明使得当前混合关键任务的调度方法更加简便，减少了不必要的任务切换开销和关键级别反转的现象。

技术领域

本发明属于嵌入式系统多核技术领域，具体涉及一种基于关键度的混合关键任务调度方法。

背景技术

在单处理器环境下的嵌入式实时系统中，如果关键任务不能可靠、及时地执行，将会导致严重的后果。目前，随着多核的出现，嵌入式实时系统设计者为了降低系统功耗、减少资源的浪费，将更多的安全关键任务集成在同一个平台上，这种系统称之为混合关键系统(Mixed-Criticality System)。在该系统中的安全关键任务称之为混合关键任务(Mixed-Criticality Tasks)。这种集成方式造成了不同关键级别任务之间的干扰，容易引起关键任务执行失效。例如，汽车的一个ABS(Anti-lock Brake System)刹车系统任务和一个导航系统任务在同一个多核平台上运行，如果后者不及时释放处理器，那么将会引起刹车失灵。这种系统在不同时刻，任务将处于不同的安全关键级别。要想让各项任务都能够根据自己的安全关键级别合理、顺利地得到执行，就必须对各安全关键级别下的所有任务进行统一的调度。因此，混合关键任务的调度(Mixed Criticality Schedulable，MCS)问题已经成为业界非常关注的焦点问题。如美国空军研究实验室(US Air Force ResearchLaboratory)正在积极推出的“混合关键体系结构需求MCAR(Mixed-CriticalityArchitecture Requirements)”项目，并成立相关组织研究如何安全构建这些混合关键系统。这些组织包括空军研究实验室，国家科学基金委员会，国内安全组织以及国内航空空间宇航局等。目标是为了使安全关键的嵌入式系统的认证过程流程化、标准化。这带动了工业界、学院和标准化组织来寻找更多先进的和有效的认证方法。目前国内外对混合关键任务调度算法大致分为三大类：1)基于优先级的任务调度方法。该方法系统利用率不高，且并不能防止关键级别反转现象；2)基于资源任务划分的调度算法。该算法实现起来比较繁琐，且在满足任务时限不丢失的情况下,对核处理速度要求很高；3)基于slack-aware的调度算法，该算法要求对每一个任务的slack时间进行多次推算，计算过程很繁琐，时间复杂度高且zero-slack方法只能调度一小部分的任务集。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于关键度的混合关键任务调度方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种基于关键度的混合关键任务调度方法，该方法为：根据每个安全关键任务的不同关键级别以及相应的实时参数确定对应的关键度，再根据不同安全关键任务的关键度确定每个安全关键任务的优先顺序，最后依次对优先顺序中的安全关键任务进行调度。

上述方案中，所述根据每个安全关键任务的不同关键级别以及相应的实时参数确定对应的关键度，具体为：设有n个不同关键级别的安全关键任务，每个安全关键任务J_i都有四个参数分别为发布时间A_i、时限D_i、关键级别X_i和不同关键级别下的最坏执行时间C_i(K)；

首先，根据X_i的值确定K级别下的n个安全关键任务的相对关键度

其次，根据当前所处的关键级别k确定每个安全关键任务的关键额度

再次，根据所述安全关键任务的时限D_i确定每个安全关键任务的时限紧急度

最后，根据确定相对关键度、关键额度、时限紧急度确定K个关键级别下的n个任务的关键度