[发明专利]一种多核实时嵌入式系统的任务调度方法

权利要求书

1.一种多核实时嵌入式系统的任务调度方法，应用于可互相抢占缓存的任务组成的任务集，所述任务集中的各个任务，按基于任务的截止时间按指定顺序进行调度，所述方法包括：

针对待调度的紧急任务，当所述紧急任务无法在各个处理器核心中以非抢占方式调度时，遍历所述各个处理器核心，针对当前处理器核心重新制定调度计划并重新分配所述紧急任务的锁定内容和历史任务的锁定内容占用的缓存空间，具体包括：

将缓存空间的分配为一级缓存空间和二级缓存空间；

一级缓存空间只有对应的单个处理器核心能够使用，针对嵌入式系统的单个处理器核心，根据所述紧急任务与在该处理器核心上运行的历史任务的紧急程度绘制本地有向无环图，反应该一级缓存空间所对应的单个处理器核心上的任务使用一级缓存空间的情况；

二级缓存空间能够被嵌入式系统所有的处理器核心所使用，根据所述紧急任务与所有处理器核心上的全部历史任务的紧急情况绘制全局有向无环图，反应所有任务使用二级缓存空间的情况；

所述有向无环图中源点到终点的顺序对应了任务等级的递增顺序，其中，针对任务等级相同的各个目标节点，从源点出发到所述目标节点所经历的最大中转次数相同；

根据所述本地有向无环图重新分配所述一级缓存空间，所述一级缓存空间以预设大小划分为缓存单元，具体包括：在由所述紧急任务和所述历史任务组成的核心任务能够按时完成的条件下，以所述核心任务等级递减的次序分配最少数量的缓存单元；依次分配剩余所述缓存单元给WCET减少量最多的所述核心任务；将不重叠的所述核心任务对应的所述缓存单元做共享处理；为所述核心任务分配起始地址；

根据所述全局有向无环图重新分配所述二级缓存空间，具体包括：根据离散函数法确定所述核心任务在所述二级缓存空间中应分配的缓存空间的大小；

根据图着色算法(Graph Coloring)对所述全局有向无环图中的所有点进行颜色的标记，使所述全局有向无环图中有邻边关系的点被标记成不同的颜色，根据所述全局有向无环图中邻边的方向和点标记的颜色，确定所述核心任务在所述二级缓存空间中的布局；

在重新分配缓存空间后，根据所述各个处理器核心中所述紧急任务的WCET，调度所述紧急任务至其中一个处理器核心。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述任务集中的各个任务，按基于任务的截止时间按指定顺序进行调度，包括：

将任务集中的各个任务的截止时间按最早截至时间优先(EDF)顺序排序；

根据最早截至时间优先(EDF)递增的顺序，对应调用所述任务集中的任务。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在重新分配缓存空间后，根据所述各个处理器核心中所述紧急任务的WCET，调度所述紧急任务至其中一个处理器核心，包括：

在缓存分配完成后，计算所述紧急任务在所述各个处理器核心中的紧急WCET；

将所述各个处理器核心中的所述紧急WCET以从大到小的顺序排序；

删除在最小紧急WCET对应的核心以外的其它核心上的所述紧急任务，并恢复所述其它核心在调度之前的方案。

4.如权利要求3所述的方法，所述方法还包括：

判断当前待调度任务的调度方式；

当存在紧急任务的条件下，针对待调度的紧急任务，当所述紧急任务可以在至少一个处理器核心中以非抢占方式调度时，调度至满足条件的任一处理器核心，并重新分配所述紧急任务和全局任务的第二级缓存空间；

针对待调度的普通任务，遍历所述各个处理器核心，根据所述各个处理器核心中所述普通任务的WCET，以非抢占方式调度所述普通任务至其中一个处理器核心。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述针对待调度的普通任务，遍历所述各个处理器核心，根据所述各个处理器核心中所述普通任务的WCET，以非抢占方式调度所述普通任务至其中一个处理器核心，包括：

将所述普通任务以非抢占方式排在任务序列之后；

计算所述待调度的普通任务在所述各个处理器核心中的普通WCET；

将所述各个处理器核心中的所述普通WCET以从大到小的顺序排序；

删除在最小普通WCET对应的核心以外的其它核心上的所述普通任务，并恢复所述其它核心在调度之前的方案。

6.一种嵌入式设备，包括：

存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行上述权利要求1-5中任一项所述的方法。