[发明专利]混合关键系统固定优先级周期任务能耗优化方法

说明书

本发明涉及一种混合关键系统固定优先级周期任务能耗优化方法，包括以下步骤:建立包括若干个混合关键周期任务的混合关键周期任务模型；利用关键层次划分方法确定混合关键周期任务的优先级；计算出混合关键周期任务可行调度的最低速度S；计算出高关键层次任务在低模式下产生的空闲时间ST，利用该空闲时间确定处理器的执行速度S_i；低关键层次任务以及高关键层次任务在低模式下始终以速度S_i执行；高关键层次任务在高模式下其额外负载以最大处理器速度执行；利用动态功耗管理技术降低处理器能耗。本发明的方法通过利用高关键层次任务产生的空闲时间以及动态功耗管理技术，有效地降低系统能耗。

技术领域

本发明涉及混合关键系统低能耗实时调度，特别涉及一种混合关键系统固定优先级周期任务能耗优化方法。

背景技术

混合关键系统是指在同一个平台上完成多种功能且满足功耗、成本、体积限制的嵌入式实时系统。混合关键系统可以执行不同关键层次的功能。这些功能大致可以分为安全关键功能和任务关键功能。无人机就是混合关键系统的典型应用，其轨迹计算和飞行控制功能被认为是安全关键功能；而其用于监视目的的对象跟踪功能被认为是任务关键功能。由于该系统受重量和体积的限制，且用电池供电，再加上处理器技术的快速发展，能耗问题已经成为制约该系统发展的重要因素。

目前针对混合关键系统的研究主要集中在系统的可行性分析上，针对混合关键系统能耗的研究相对较少，仅有的少数研究主要采用动态优先级策略调度的系统，不能够适用于固定优先级策略的调度的系统，且这些研究的能耗偏高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种混合关键系统固定优先级周期任务能耗优化方法，利用高关键层次任务产生的空闲时间以及动态功耗管理技术，有效地降低系统能耗。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种混合关键系统固定优先级周期任务能耗优化方法，包括：

建立包括若干个混合关键周期任务的混合关键周期任务模型；

利用关键层次划分方法确定混合关键周期任务的优先级；

计算混合关键周期任务可行调度的最低速度S；

计算高关键层次任务在低模式下产生的空闲时间ST，利用该空闲时间确定处理器的执行速度S_i；如果处理器的执行速度S_i大于最低速度S，令S_i＝S；

低关键层次任务以及高关键层次任务在低模式下始终以速度S_i执行，高关键层次任务在高模式下其额外负载以最大处理器速度执行；

利用动态功耗管理技术降低处理器能耗；

所述利用动态功耗管理技术降低处理器能耗，具体包括：

当处理器处于空闲状态时，比较此时处理器的空闲时间与处理器速度切换开销；如果处理器空闲时间比处理器状态切换开销大时，将处理器切换到低功耗状态，直到新的周期任务释放；如果处理器空闲时间小于或等于处理器状态切换开销时，处理器依然保持空闲状态。

优选的，所述建立包括若干个混合关键周期任务的混合关键周期任务模型，具体包括：