[发明专利]一种可靠性感知的高性能汽车电子调度算法

说明书

本发明公开了一种可靠性感知的高性能汽车电子调度算法。通过将每个功能的可靠性要求转移到功能的每个任务的可靠性要求来解决满足多个功能的可靠性的问题；通过以最小的最早完成时间策略将每个任务分配给ECU，并判断任务的功能关键级高于系统关键级的任务的处理时间AFT(v_i)是否超过被取出的任务的剩余时间RT_sd(v_i)，来决定是否应用关键级调整策略以满足关键功能的响应时间要求。

技术领域

本发明涉及汽车电子控制领域，尤其涉及一种基于嵌入式实时操作系统的调度算法。

背景技术

在汽车电子操作系统遵循的行业规范——OSEK(Open Systems and theCorresponding Interfaces For Automotive Electronics，嵌入式实时操作系统)规范中，对任务、事件、资源、计数器、中断等OS对象的管理进行了明确的说明，还制定了标准的API接口和参数类型。嵌入式实时操作系统能够根据用户的实际需求提供丰富的控制策略，嵌入式实时操作系统各个任务之间，既保持了相对的独立性，又保证了系统的可靠性，并且能通过特别的调度策略保证系统具有较高的实时性。通常为了满足汽车电子领域广泛的应用需求，OSEK操作系统内核需要根据需求进行裁剪(如分为不同的符合类)，再确定内核的抢占机制。

但是，现代汽车电子系统通常是异构的分布式架构，由多达数百个分布式的电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)、传感器组成，并通过路由网络进行通信。因此，汽车电子系统已经成为混合关键级系统，汽车电子系统的多个混合关键功能可以分配于多个异构的ECU上。

在基于嵌入式实时操作系统的汽车电子系统中，混合关键性功能的开发和集成最主要的是需要强调开发过程中系统安全的需求，并满足所有有关系统安全目标的指标需求。正如道路车辆功能安全标准ISO 26262所示，汽车功能的实时性和可靠性是两个至关重要的安全特性。在嵌入式实时操作系统下实时性是指功能的响应时间小于给定的截止时间；对于汽车功能安全而言，可靠性是指功能在给定时间段内执行而不发生故障的概率。

然而，为了确保汽车功能的安全性，功能的可靠性需求和实时性需求需要同时满足；但是这两个需求是对立的；也就是说，提高功能的可靠性会对功能的调度长度产生消极影响，从而影响响应时间。

汽车功能的逻辑表达图可以使用有向无环图(Directed acyclic graph，DAG)表示，其中，边表示依赖关系，节点表示任务。将多个用DAG表示的功能任务聚集到一个集合中并使用单功能调度方法来调度是一种有效且复杂度不高的多功能调度方法。通常，这种多功能调度方法具有三个步骤，任务排序，任务集群和任务分配。当任务排序和任务聚集时，任务排序策略用于使各个功能的任务满足依赖关系，同时能优化调度目标的实现。

因此，有必要一种基于嵌入式实时操作系统的调度算法，以确保多个功能的可靠性要求情况下，减少功能的响应时间。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可靠性感知的高性能汽车电子调度算法，以确保多个功能的可靠性要求的同时，减少功能的响应时间。

为实现上述目的，本发明提供的一种可靠性感知的高性能汽车电子调度算法，包括步骤：

对每个功能中的任务依照公式