[发明专利]一种基于可变便笺式存储器的任务分配及调度方法

说明书

本发明属于计算机存储技术领域，具体涉及一种基于可变便笺式存储器的任务分配及调度方法，该分配方法包括使SPM动态可变；按照任务分配至DRAM、SLC和MLC中产生的不同能耗，构建出任务在不同存储介质中的能耗模型和时延模型；基于能耗模型采用动态规划算法，计算出在不同配置下的能耗最低的任务分配方案，并将每种配置下能耗最低的任务分配方案存放在第一数组中；基于时延模型计算当前任务分配方案中任务的执行时间，建立并遍历第二数组；找到满足实时性要求且能耗最低的任务分配方案，将任务分配至对应存储介质中。本发明采用动态规划算法结合实时性约束，在满足任务实时性要求下使得能耗最低；优化离线任务分配以及实时任务调度。

技术领域

本发明属于计算机存储技术领域，具体涉及一种实时嵌入式设备中基于可变SPM的离线实时任务调度及任务分配优化方案。

背景技术

随着物联网的兴起和通信手段的进步，嵌入式系统的应用场景大大拓展，嵌入式系统的数量快速增长，然而资源受限的嵌入式终端在系统功耗和处理性能等方面已难以满足应用场景对终端日益增长的需求。

目前，动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)，静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory，SRAM)等传统存储器存在着扩展性差和静态能耗高等问题，已然成为了嵌入式系统发展的一大阻碍。然而，新型非易失性存储器(non-volatile memory,NVM)的出现对嵌入式的发展产生了新的生机，新型非易失性存储器(non-volatile memory,NVM)具备内存的高速处理、持久化存储、扩展性强、超低静态功耗等优势，有望替代传统存储器。

新型非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)的出现得到了学术界和工业界的广泛关注，并为计算机存储技术提供了新的解决方案。新型NVM是很有希望取代传统存储器件(如SRAM和DRAM)的，因为它具有集成度高、漏电功耗低、访问速度快、非易失性等优点。由于新型存储器件自身的属性问题，传统的存储系统管理方法已不适用，需要针对新型NVM的特点优化相应的管理方法，以提高计算机系统性能和降低功耗。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于可变SPM的离线实时任务调度及任务分配优化方案，其特征在于结合新型可变非易失性存储器的特性，实现可根据任务需求动态改变容量大小的SPM，并优化离线实时任务的调度及任务分配，在满足任务实时性要求下使得能耗最低。

本发明解决上述技术问题所采用的方案包括：

在本发明的第一方面，本发明提出了一种基于可变便笺式存储器的任务分配方法，包括以下步骤：

S1、将便笺式存储器NVM中SLC存储单元和MLC存储单元进行互相转换，使所述便笺式存储器SPM动态可变；

S2、获取任务集中每个任务的数据访问信息，按照任务分配至不同存储介质包括动态随机存取存储器DRAM、SLC存储单元以及MLC存储单元中所产生的不同能耗，构建出任务在不同存储介质中的能耗模型和时延模型；

S3、基于能耗模型，采用动态规划算法，计算出在不同种类以及不同数量的存储介质配置下的能耗最低的任务分配方案，并将每种配置下能耗最低的任务分配方案存放在第一数组中；

S4、基于时延模型，计算出当前任务分配方案中任务的执行时间，并建立第二数组；遍历第二数组，判断每种任务分配方案下的任务是否满足实时性，找到满足实时性要求且能耗最低的任务分配方案，利用该任务分配方案将任务分配至对应存储介质中。

在本发明的第二方面，本发明还提出了一种基于可变便笺式存储器的任务调度方法，所述方法包括上述的基于可变便笺式存储器的任务分配方法，利用任务分配方案将任务分配至对应存储介质后；采用最早截止时间优先EDF调度算法，将任务按照它们的截止期限或周期进行排序，截止期限或周期越早优先级越高，对任务进行有序的调度。