[发明专利]一种待机备用系统混合划分可靠性感知能耗优化方法

权利要求书

1.一种待机备用系统混合划分可靠性感知能耗优化方法，其特征在于，包括：

利用待机备用系统资源受限周期任务模型以及动态优先级策略，计算出满足系统需求的最低速度S_T；

计算出满足系统可靠性需求的最低速度S，确定主处理器和备用处理器的执行速度S_U；

根据任务是否有资源需求将其映射到主处理器或者备用处理器中；

利用混合划分的方法将主任务和备份任务同时分配到主处理器和备用处理器；

对主处理器和备用处理器的任务进行调度；

利用待机备用系统资源受限周期任务模型以及动态优先级策略，计算出满足系统需求的最低速度S_T；包括：

待机备用系统资源受限周期任务模型由两个处理器组成，分别为主处理器和备用处理器；周期任务集由n个周期任务组成；每个周期任务T_i由三元组(e_i,r_i,p_i)组成，e_i是任务T_i最坏情况下的执行时间，r_i是任务T_i的资源需求，p_i是任务T_i的周期；且每个周期任务T_i都有一个备份任务B_i，备份任务B_i的参数与T_i完全相同；周期任务集共享资源集合R＝{R₁,R₂,…,R_m}由m个资源组成；根据动态优先级调度策略，满足系统需求的最低速度S_T，计算方法如下：

S_T＝S_RS+S_NRS

其中，S_RS是有资源需求任务集的最低速度，S_NRS是没有资源需求任务集的最低速度；

计算出满足系统可靠性需求的最低速度S，确定主处理器和备用处理器的执行速度S_U，其处理步骤如下：

其中，PoF(1)是任务在最大处理器速度下的失败概率，而PoF(S)是任务在速度S下的失败概率，PoF(S)的计算方法如下：

PoF(S)＝1-R(S)

其中，R(S)是任务在速度S下的可靠性；主处理器和备用处理器的执行速度S_U的计算方法如下：

S_U＝max{S,S_T,S_crit}

其中，S_crit是处理器能耗最优速度；

根据任务是否有资源需求将其映射到主处理器或者备用处理器中，包括：

任务T_i有资源需求时，也就是r_i≠0时，将任务T_i分配到主处理器；任务T_i没有资源需求时，也就是r_i＝0时；将任务T_i分配到备用处理器；

利用混合划分的方法将主任务和备份任务同时分配到主处理器和备用处理器，具体是：

当任务T_i被分配到主处理器上时，其相应的备份任务B_i则被分到备用处理器上；当任务T_i被分配到备用处理器时，其相应的备份任务B_i则被分到主处理器上；

对主处理器和备用处理器的任务进行调度，具体包括：

主处理器任务的调度：设置就绪队列和延迟队列两个队列，主任务T_i只要就绪就可以立即执行，而备份任务B_i需要先计算其延迟执行时间Y_i，当任务完成执行时对其进行检测，如果主处理器的主任务T_i顺利完成执行，取消其在备用处理器的备份任务B_i的执行，如果主处理器的备份任务B_k顺利完成执行，取消备用处理器的主任务T_k的执行；当主处理器处于空闲状态时，计算此时的空闲时间ST，并将其与处理器状态切换开销进行比较；所有的任务按照修改的最早截止期限策略进行调度；

备用处理器任务的调度：设置就绪队列和延迟队列两个队列，主任务T_i只要就绪就可以立即执行，而备份任务B_i需要先计算其延迟执行时间Y_i，当任务完成执行时对其进行检测，如果备用处理器的主任务T_i顺利完成执行，取消其在主处理器的备份任务B_i的执行，如果备用处理器的备份任务B_k顺利完成执行，取消主处理器的主任务T_k的执行；当备用处理器处于空闲状态时，计算此时的空闲时间ST，并将其与处理器状态切换开销进行比较；所有的任务按照修改的最早截止期限策略进行调度。