[发明专利]基于计算与通信协同设计的时间触发调度系统

摘要

本发明公开了一种基于计算与通信协同设计的时间触发调度系统，其包括多个端系统、多个中间节点路由器、计算节点，多个端系统、多个中间路由器节点和计算节点三者之间都通过时间触发的以太网连接。本发明能够得到的效果为较高效率的得到调度任务端到端延时的最小值，另外不会产生网络延时。

主权项

一种基于计算与通信协同设计的时间触发调度系统，其特征在于，其包括多个端系统、多个中间节点路由器、计算节点，多个端系统、多个中间路由器节点和计算节点三者之间都通过时间触发的以太网连接；所述基于计算与通信协同设计的时间触发调度系统用于调整任务，任务是指由一个端系统通过中间节点路由器、计算节点将消息传递到另一个端系统的过程；任务必须满足如下约束：(1)f(t,l)≤d(t)，用d(t)表示任务t的截止时间，任务t在最后一个节点处的结束时间f(t,l)必须要比截止时间d(t)要早；(2)f(t,k)＝s(t,k)+c(t)，c(t)表示的就是任务t在每一条物理链路上的传输时间；结束时间等于开始执行的时间加上传输时间；传输时间c(t)是与任务本身负载的消息的帧长fl(t)成正比的：c(t)＝M*fl(t)；(3)a(t,k)+N＝＝s(t,k)，当任务达到中间节点时，必须马上传输或计算，不能等待其他冲突的任务执行完成后再执行，其中N表示任务从到达节点到开始执行之间的一段时间，用来保证分布式系统中时间同步性；采用这种调度策略，会造成端到端延时的时间增大，且可调度性小；但能够保证的是网络振荡是最小的，保证了网络状态的稳定；(4)任务在TTEthernet网络中除了经过传输节点外，还有会经过计算节点；任务在计算节点会有一个计算执行时间e，这个执行时间e必须大于任务的最大执行时间Max(t)≤e(t)，因为系统中存在系统任务或中断任务，实际的执行时间一定要预留到比最大执行时间大；(5)如果系统中的两个任务t1和t2，它们都需要经过节点N；那么为了保证任务在节点处能够不发生冲突，必须要限制在同一个节点的不同任务的开始时间是不能相同的：s(t1,k1)≠s(t2,k2)；(6)TTEthernet网络要求在每一条物理路径上，在一个时间点上只能传输一个任务；这就不光要求任务在同一个节点处的开始时间不同，也要求在同一段物理链路上，一个时间点上只能传输一个任务：其中，p∈P表示系统中的一条物理链路，在任意时刻time时，如果任务t处于链路p上，则记et(time,p,t)＝1；表示在任意链路p，对所有任务t来说，其et(的总和不能超过1，即在任何时刻一条链路上只能有一个任务进行传输或计算；(8)et(time,p,t)＝1保证任务传输的连续性。