[发明专利]基于准划分思想的混合关键任务调度方法

权利要求书

1.基于准划分思想的混合关键任务调度方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1、对于具有M个处理器核的混合关键系统中n个周期性混合关键任务，按照基于负载均衡的分配方法对其进行局部划分和全局划分；

步骤2、按照基于高利用率的准划分方法对于全局调度队列中的每个任务进行全局调度；

步骤3、按照基于最少迁移度的准划分方法对系统中每一个处理器核在其运行周期内的任务预分配；在系统运行过程中，如果系统关键级别提升时，则执行步骤4，如果系统关键级别降低时，则执行步骤5；

步骤4、根据当系统关键级别提升时的任务负载均衡分配方法对系统中部分任务进行调整,转去执行步骤1；

步骤5、根据当系统关键级别降低时的任务负载均衡分配方法对系统中部分任务进行调整,转去执行步骤1；

步骤2中的基于高利用率的准划分方法具体包括以下步骤：

步骤201、对于全局调度队列中的周期性混合关键任务，按照系统当前关键级别时任务的利用率进行降序排序；

步骤202、对于全局调度队列中的每一个任务τ_i，选择M个处理器核中剩余核利用率与该任务τ_i的利用率最接近的处理器核core_p，计算在核运行周期θ_p内任务τ_i在处理器核core_p上的可分配的执行时间片额度δ_i,p，并将其加入到该核的局部就绪任务队列；在核运行周期θ_p内任务τ_i的剩余执行时间片数按照同样方法分配到其它核上；

步骤3中的基于最少迁移度的准划分方法具体包括以下步骤：

步骤301、计算处理器核core_p的运行周期分段划分基数ω_p；

步骤302、计算处理器核core_p的运行周期内的预分配时间分段数υ_p；

步骤303、每个任务τ_i(0≤i≤np)的剩余预分配时间额度σ_i置为0，并设k＝1，k表示预分配时间分段序号，1≤k≤υ_p；

步骤304、计算任务τ_i在第k个预分配时间分段上预分配的时间片数ts_i,k；

步骤305、如果ts_i,k≤δ_i,p，则计算任务τ_i在第k个预分配时间分段内实际预分配的时间片数dts_i,k，修改δ_i,p＝δ_i,p-dts_i,k，同时，计算该任务的剩余预分配时间额度σ_i，否则dts_i,k＝δ_i,p，修改δ_i,p＝0,σ_i＝0；同样方法，依次处理下一个任务，直到该核上局部就绪任务队列的所有任务都处理完毕；

步骤306、计算该核在运行周期的第k个预分配时间分段内实际已分配的时间片数cdts_k；

步骤307、如果cdts_kω_p，则从{σ₁,σ₂,L,σ_np}中选择其中的最大值σ_x(σ_x0)对应的任务τ_x，L为最高关键级，将其dts_x,k的值加1，同时修改δ_x,p＝δ_x,p-1，σ_x＝σ_x-1；重复执行第306步，直到cdts_k＝ω_p或σ_x＝0为止；

步骤308、完成下一个预分配时间分段的时间片分配，即k＝k+1，如果k≤υ_p，则重复执行第304步；

步骤309、对于预分配时间分段内的时间片具体分配，根据任务到达时间，以可抢占方式，按照时限的先后进行分配；

步骤4中的当系统关键级别提升时的任务负载均衡分配方法具体包括以下步骤：

步骤401、计算系统在关键级l下的系统利用率U_(l)，如果U_(l)M，那么，在当前系统关键级下，系统不可调度，算法结束；

步骤402、依次判断全局调度队列中的每一个任务的关键级别是否小于系统当前关键级别l(1≤l≤L)，如果是，则将该任务从全局调度队列中删除，同时，将其加入到任务挂起队列，否则，将任务从全局调度队列中删除，同时，将其加入到待分配任务队列；

步骤403、判断处理器核core_p(1≤p≤M)上已经分配的所有任务的关键级别是否小于系统当前关键级别l，如果是，则将该任务从该处理器核的局部就绪任务队列中删除，同时，将其加入到任务挂起队列；

步骤404、按照系统当前的关键级别，重新计算该处理器核的利用率U_p；如果U_p大于1，则依次将该核局部就绪任务队列中在当前系统关键级别下利用率最低的任务删除，将其加入到待分配任务队列，直到U_p小于等于1；

步骤405、处理下一个处理器核，重复第402步，直到所有的处理器核处理结束；

步骤406、对于待分配任务队列，按照基于负载均衡的分配算法重新分配任务；

步骤5中的当系统关键级别降低时的任务负载均衡分配方法具体包括以下步骤：

步骤501、依次判断任务挂起队列中的每一个任务的关键级别是否大于等于系统当前关键级别，如果是，则将该任务从任务挂起队列中删除，同时，将其加入到待分配任务队列；

步骤502、依次将全局调度队列中的每一个任务从全局调度队列中删除，同时，将其加入到待分配任务队列；

步骤503、对于待分配任务队列，按照基于负载均衡的分配算法重新分配任务。

2.根据权利要求1所述调度方法，其特征在于，步骤1中的基于负载均衡的分配方法具体包括以下步骤：

步骤101、将n个待分配任务队列中的周期性混合关键任务，计算各个任务的最大利用率w_i，并以此对待分配任务队列的任务进行降序排序；

步骤102、选择在系统当前关键级时利用率最低的处理器核core_p(1≤p≤M)，如果该处理器核利用率U_p与待分配任务队列中的队首任务τ_i(1≤i≤n)的利用率u_i之和小于等于1，则将任务τ_i加入到处理器核core_p的局部就绪任务队列，并计算该任务在核运行周期θ_p内的执行时间片额度δ_i,p，从待分配任务队列中删除任务τ_i，更新处理器核core_p的利用率U_p，否则，将任务τ_i从待分配任务队列中删除，将其加入到全局调度队列，重复第102步，直到待分配任务队列为空，算法结束。