[发明专利]一种多任务通用能耗优化方法

说明书

本发明公开了一种多任务通用能耗优化方法，包括以下步骤:建立n个服务器模型；确定服务器状态转换规则；确定服务器参数更新规则；根据最早截止期限优先级策略调度服务器；计算任务的执行速度S；一旦处理器空闲时间超过处理器状态切换开销t_o，将处理器切换到低功耗状态，直到有新的任务释放。本发明的方法不需要事先知道任务的任何信息，可以调度任何类型的任务，通过更新服务器利用率以及转换处理器状态，达到降低系统能耗的目的。

技术领域

本发明涉及嵌入式系统领域能耗优化调度方法，特别涉及一种多任务通用能耗优化方法。

背景技术

嵌入式系统在航空航天、工业控制、电力、制造业等行业被广泛使用，不同的应用，导致系统的任务类型不同。但这些任务大致可以划分为截止期限限制的周期任务和有响应时间要求的非周期任务；非周期任务可以进一步划分为相邻两个任务实例释放时间间隔有限制且有截止期限需求的偶发任务与没有限制的非周期任务。不管嵌入式系统的任务类型怎样，实时性与低能耗都是设计嵌入式系统的目标。

现有的能耗优化算法大多数都是只适用单一任务类型的嵌入式系统，或者一个多任务类型的嵌入式系统需要设计多个算法解决不同类型任务的调度问题。此外，现有的能耗优化算法往往要事先获取任务的类型、周期、最坏情况下执行时间等信息。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种多任务通用能耗优化方法，该方法利用服务器调度任务，且根据任务的到达与服务器状态确定任务的执行速度，以降低系统能耗。

本发明采用如下技术方案：

一种多任务通用能耗优化方法，其特征在于，包括：

建立n个服务器模型；

确定服务器状态转换规则；

确定服务器参数更新规则；

根据最早截止期限优先级策略调度服务器；

计算任务的执行速度S；

一旦处理器空闲时间超过处理器状态切换开销t_o，将处理器切换到低功耗状态，直到有新的任务释放；

所述最早截止期限优先级策略包括：服务器的截止期限越小，其优先级越高，服务器的截止期限越大，其优先级越低；当服务器的截止期限相同时，根据服务器被激活的时间确定优先级，被激活时间越近的，其优先级高，被激活时间越远，其优先级越低；当服务器被激活时间相同时，服务器下标小的优先级高，服务器下标大的，优先级低；优先级高的服务器被优先调度。

所述建立n个服务器模型；包括：

系统由n个服务器组成，这n个服务器用SE₁,SE₂,…,SE_n表示；任一服务器SE_i1≤i≤n,i为正整数，包括三元组(U_i,P_i,D_i)，其中U_i是服务器SE_i的利用率，P_i是服务器SE_i的周期，D_i是服务器SE_i的截止期限；每个服务器SE_i可以调度一类任务，这类任务可以是周期任务、偶发任务或非周期任务。

确定服务器状态转换规则，包括：

每个服务器包含三个状态：活跃状态、非活跃状态或挂起状态；初始时服务器处于非活跃状态；在时刻t，当有任务等待执行时，服务器从非活跃状态变成挂起状态；此外，在时刻t之前的所有任务都完成执行，且分配给它的处理器预算没有耗尽，此时服务器依然处于挂起状态；在时刻t，没有等待执行的任务，且处理器预算耗尽，服务器进入非活跃状态；一旦有任务开始执行，服务器进入活跃状态。