[发明专利]一种基于pWCET整形的概率性实时任务调度方法

摘要

本发明提供了一种基于pWCET整形的概率性实时任务调度方法，属于实时系统技术领域。本发明提出一种基于概率性最坏情况执行时间整形的概率性实时任务调度方案，以达到适当隔离概率性实时任务之间的影响并降低系统可调度性分析计算复杂度的目标。本发明对概率性实时任务的pWCET进行整形并基于整形后的pWCET进行执行预算分配，在满足各个任务的概率性实时需求的同时，可以适当隔离概率性实时任务之间的影响，使整个任务集合的可调度性显著提高。此外，整形后的pWCET的值数比原有的pWCET明显降低，能够降低可调度性分析的计算复杂度，显著提高效率。

主权项

1.一种基于pWCET整形的概率性实时任务调度方法，其特征在于：步骤如下：步骤1、分配任务优先级采用RM固定优先级分配方法，把任务集合中的任务按照任务周期从小到大的顺序排列，周期越小，任务优先级越高；步骤2、基于概率性最坏情况执行时间整形计算每个概率性实时任务的执行预算对任务集合按照优先级从高到低的顺序排列，依次计算每个任务的执行预算，对于排序为i的概率性实时任务τ_i，周期为T_i，截止期为D_i，其中D_i＝T_i，任务错过截止期的概率性需求为概率性最坏情况执行时间pWCET为：其中，为最坏情况执行时间为的概率，并且为从小到大排列；任务τi的执行预算Bi的计算方法为：步骤2.1、找到一个最小的使其满足计算优先级大于τ_i的所有任务以及τ_i的累计利用率如果U≤i(2^1/i‑1)则然后执行步骤2.3，如果U>i(2^1/i‑1)则执行步骤2.2；步骤2.2、计算任务τ_i的WCET为的作业的满足截止期概率如果存在使得那么然后执行步骤2.3，如果满足条件的不存在，则说明任务集合是不可调度的，调度失败；步骤2.2.1、计算任务τi的作业在其他任务都执行一个作业时的概率性响应时间：定义两个概率性最坏情况执行时间和的卷积运算为和中的最坏执行时间分别两两相加，其对应的概率相乘，假如两个pWCET的最坏情况执行时间数量分别为o和u，计算得到列数为o×u的矩阵，然后合并最坏执行时间相同的列，即最坏情况执行时间不变，概率相加；以上定义的卷积运算计算WCET的作业在其他任务都执行一个作业时的初始概率性响应时间：然后为优先级高于任务τ_i的每个任务τ_t设置一个变量preempt_t来记录任务τ_i的作业完成之前任务τ_t的作业到达次数(抢占次数)，其初始值为1，初始化为0；步骤2.2.2、删除中响应时间大于任务τ_i的周期(截止期)的列，即若存在则删除和p_x，删除之后如果为空，则结束运算，否则执行步骤2.2.3；步骤2.2.3、选择中最小的响应时间列设置一个抢占标记noPreempt＝TRUE，对于优先级大于任务τ_i的每个任务τ_t执行以下计算：如果numPreempt>preempt_t则标记noPreempt＝FALSE，然后对与每个高优先级任务τ_t整形后的概率性最坏情况执行时间进行numPreempt‑preempt_t次卷积计算：然后删除中响应时间大于任务τ_i的周期(截止期)的列，即若存在则删除和p_x，删除后如果为空，则为当前值，运算结束；否则preempt_t的值更新为numPreempt的值；对于优先级高于任务τ_i的每个任务τ_t执行完上述操作后判断noPreempt＝TRUE是否成立，如果成立，则计算从中删除的列；步骤2.2.4、循环执行步骤2.2.3，直到为空，则最终的值即为所求任务τ_t的WCET为的作业满足截止期的概率值；步骤2.3、确定B_i的值后，假设计算整形后的概率性用于较低优先级任务执行预算的计算：步骤3、基于执行预算的概率性实时任务集合调度方案对于一个任务集合，每个任务根据任务优先级进行调度；如果低优先级的任务作业正在执行，高优先级任务的作业到来，则高优先级任务作业对资源进行抢占；高优先级任务作业执行结束后，若低优先级任务的作业没有错过截止期则继续执行，如果错过截止期则本作业失败，等待下一个作业到达；每个任务的执行时间不大于其执行预算，如果某任务的一个作业的执行时间达到执行预算，则此作业停止执行，如果执行预算未用完，则用于执行其它任务。