[发明专利]一种优化混合关键实时系统使用寿命的任务调度方法

权利要求书

1.一种优化混合关键实时系统使用寿命的任务调度方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1：处理器模型、任务集模型、功耗模型与温度模型的建立；

步骤2：任务集预处理，计算系统约束；

步骤3：确定任务工作频率以消除热效应影响；

步骤4：构建混合整数线性规划问题，确定任务重执行次数；

步骤5：根据步骤2、3与4的结果对任务进行分配调度；

步骤6：任务集执行完毕。

2.如权利要求1所述的优化混合关键性系统使用寿命的任务调度方法，其特征在于所述步骤1具体包括：

步骤A1：单处理器单元支持的L组离散的工作电压/频率，即处理器是可以变频的：

{(v₁,f₁),(v₂,f₂),…,(v_L,f_L)}

并满足工作电压v₁≤v₂≤…≤v_L，并且为了表述简便，对频率进行标准化0<f_min＝f₁≤f₂≤…≤f_L＝f_max＝1，f_min是处理器支持的最小工作频率，f_max是处理器支持的最大工作频率；

步骤A2：双关键任务集Γ模型的建立：

Γ＝{τ₁,τ₂,…,τ_i,…τ_Q}

其中：Q为任务集Γ中相互独立实时周期性任务的个数；

步骤A3：双关键任务τ_i模型的建立：

其中：1≤i≤n，P_i为任务τ_i的周期，D_i为任务τ_i的相对截止时间，χ_i∈{LO,HI}为任务τ_i的关键性，为任务τ_i在系统模式为χ_i并且处理器频率为f_base下的执行时间最坏情况执行时间；

步骤A4：实时约束关系的建立：

步骤A5：功耗模型P(t)与温度模型T_i的建立：

基于CMOS电路的处理器在t时刻的功耗表示为静态功耗与动态功耗之和，即

其中，α，β和δ是非负的处理器相关参数，μ_i是任务的活跃因子，(μ_i,f_i)是处理器调度任务时的电压与频率，T(t)是处理器在t时刻的温度；

热模型：

其中，Q是处理器热容，R是处理器的热阻，T_amb是初始环境温度；

用T_i-1来代表任务τ_i开始执行时的处理器温度，用T_i来代表任务τ_i执行完毕时的处理器温度，则

为了表述简洁一致，对所有常系数项进行合并，令C₀＝T_amb，其中C₀,C₁,C₂和C₄是处理器硬件相关的正参数，C₃是处理器硬件以及任务相关的正参数，而C₅是处理器硬件相关的负参数；那么任务τ_i执行完毕时的处理器温度简化成

进一步推导出，由于任务τ_i的执行导致的处理器温度变化表示为