关联周期任务的低功耗与容错协同调度方法、装置及介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种关联周期任务的低功耗与容错协同调度方法、装置及介质，该方法可以包括：根据给定的系统能耗模型，分析得到关联周期任务的多核处理器系统能耗与工作频率的关系；根据所述多核处理器系统能耗与工作频率的关系，利用关联周期任务的剩余空闲时间使用DVFS调节多核处理器内核的工作电压/频率，以获得最小化的多核处理器系统能耗；所述利用关联周期任务的剩余空闲时间使用DVFS调节多核处理器内核的工作电压/频率所造成的所述关联周期任务的瞬态故障，采用逆向恢复容错调度算法，以获取到最小化的任务平均出错率；和/或，针对所述关联周期任务的瞬态故障和永久性故障，采用主备份容错调度算法，以获取到最小化的任务平均出错率。最小化的任务平均出错率。最小化的任务平均出错率。

【技术实现步骤摘要】
关联周期任务的低功耗与容错协同调度方法、装置及介质


[0001]本专利技术实施例涉及星务系统任务容错调度领域，尤其涉及一种关联周期任务的低功耗与容错协同调度方法、装置及介质。

技术介绍

[0002]星载计算机由于长期运行在复杂的空间环境中，易受到单粒子效应的影响，对可靠性具有更严苛的要求。同时，动态电压/频率调节技术(Dynamic Voltage Frequency Scaling，DVFS)的使用也会对系统可靠性产生负面影响。然而，现有调度算法通常不会考虑到上述问题，因此，在保持系统低功耗的同时，需要研究在关联周期任务调度过程中的软件容错问题，来确保星务系统的可靠性。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种关联周期任务的低功耗与容错协同调度方法、装置及介质，能够在系统出现软错误的情况下，减少平均出错率并保证系统可靠性。
[0004]本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供一种关联周期任务的低功耗与容错协同调度方法，包括：
[0006]根据给定的系统能耗模型，分析得到关联周期任务的多核处理器系统能耗与工作频率的关系；
[0007]根据所述多核处理器系统能耗与工作频率的关系，利用关联周期任务的剩余空闲时间使用DVFS调节多核处理器内核的工作电压/频率，以获得最小化的多核处理器系统能耗；
[0008]所述利用关联周期任务的剩余空闲时间使用DVFS调节多核处理器内核的工作电压/频率所造成的所述关联周期任务的瞬态故障，采用逆向恢复容错调度算法，以获取到最小化的任务平均出错率；和/或，针对所述关联周期任务的瞬态故障和永久性故障，采用主备份容错调度算法，以获取到最小化的任务平均出错率。
[0009]第二方面，本专利技术实施例提供一种关联周期任务的低功耗与容错协同调度装置，所述装置包括：分析部分、调节部分、获取部分；其中，
[0010]所述分析部分，经配置为根据给定的系统能耗模型，分析得到关联周期任务的多核处理器系统能耗与工作频率的关系；
[0011]所述调节部分，经配置为根据所述多核处理器系统能耗与工作频率的关系，利用关联周期任务的剩余空闲时间使用DVFS调节多核处理器内核的工作电压/频率，以获得最小化的多核处理器系统能耗；
[0012]所述获取部分，经配置为所述利用关联周期任务的剩余空闲时间使用DVFS调节多核处理器内核的工作电压/频率所造成的所述关联周期任务的瞬态故障，采用逆向恢复容错调度算法，以获取到最小化的任务平均出错率；和/或，针对所述关联周期任务的瞬态故
障和永久性故障，采用主备份容错调度算法，以获取到最小化的任务平均出错率。
[0013]第三方面，本专利技术实施例提供了一种计算设备，所述计算设备包括：通信接口，存储器和处理器；各个组件通过总线系统耦合在一起；其中，
[0014]所述通信接口，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，信号的接收和发送；
[0015]所述存储器，用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序；
[0016]所述处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行第一方面所述关联周期任务的低功耗与容错协同调度方法的步骤。
[0017]第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有关联周期任务的低功耗与容错协同调度的程序，所述关联周期任务的低功耗与容错协同调度的程序被至少一个处理器执行时实现第一方面所述关联周期任务的低功耗与容错协同调度方法的步骤。
[0018]本专利技术实施例提供了一种关联周期任务的低功耗与容错协同调度方法、装置及介质，通过基于给定的系统模型，考虑到实际系统在运行过程中，关联周期任务存在剩余空闲时间，在进一步分析系统能耗与工作频率关系的基础上，利用所述关联周期任务的剩余空闲时间，采用DVFS技术调节多核处理器内核的工作电压/频率。同时，针对DVFS对系统可靠性的负面影响，提出了分别基于逆向恢复和/或主备份容错调度算法，在减少系统功耗的前提下，极大降低了系统平均出错率，保证了系统的可靠性。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例提供的一种关联周期任务的低功耗与容错协同调度方法流程图；
[0020]图2为本专利技术实施例提供的多核处理器系统能耗与工作频率的关系曲线图；
[0021]图3为本专利技术实施例提供的剩余空闲时间利用存在的问题示意图；
[0022]图4为本专利技术实施例提供的使用四种不同调度算法测试集平均能耗对比图；
[0023]图5为本专利技术实施例提供的仅使用DVFS技术的任务调度算法平均出错率示意图；
[0024]图6为本专利技术实施例提供的不使用DVFS技术、使用DVFS与逆向恢复或主备份容错调度算法的任务调度平均出错率对比图；
[0025]图7为本专利技术实施例提供的一种关联周期任务的低功耗与容错协同调度装置示意图；
[0026]图8为本专利技术实施例提供的一种计算设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0028]星载计算机由于长期运行在复杂的空间环境中，易受到单粒子效应的影响，对可靠性具有更严苛的要求。同时，在多核处理器节能调度中，动态电压/频率调节技术DVFS的使用降低了系统工作频率，发生瞬态故障的概率增加，导致系统可靠性下降，而且现有的调度算法主要集中在单处理器或同构多处理器的容错调度算法，这些算法没有考虑关联周期
任务优先约束或系统能耗，不能反映系统的实际运行情况。因此，在保持系统低功耗的同时，需要进一步研究异构多核处理器上的关联周期任务的容错调度问题。基于上述内容的阐述，本专利技术实施例期望针对基于有向无环图(Directed Acyclic Graph，DAG)建模的关联周期任务的容错调度问题，提出一种关联周期任务的低功耗与容错协同调度方法。参见图1，其示出了本专利技术实施例提供的一种关联周期任务的低功耗与容错协同调度方法流程图，该方法可以包括：
[0029]S101：根据给定的系统能耗模型，分析得到关联周期任务的多核处理器系统能耗与工作频率的关系；
[0030]S102：根据所述多核处理器系统能耗与工作频率的关系，利用关联周期任务的剩余空闲时间使用DVFS调节多核处理器内核的工作电压/频率，以获得最小化的多核处理器系统能耗；
[0031]S103：所述利用关联周期任务的剩余空闲时间使用DVFS调节多核处理器内核的工作电压/频率所造成的所述关联周期任务的瞬态故障，采用逆向恢复容错调度算法，以获取到最小化的任务平均出错率；和/或，针对所述关联周期任务的瞬态故障和永久性故障，采用主备份容错调度算法，以获取到最小化的任务平均出错率。
[0032]需要说明的是，所述多核处理器包括同构多核处理器和异构多核处理器，而所述同构多核处理器是指在处理器芯片内部使用多个地位对等、结构相同的内核，整个芯片作为统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种关联周期任务的低功耗与容错协同调度方法，其特征在于，所述方法包括：根据给定的系统能耗模型，分析得到关联周期任务的多核处理器系统能耗与工作频率的关系；根据所述多核处理器系统能耗与工作频率的关系，利用关联周期任务的剩余空闲时间使用DVFS调节多核处理器内核的工作电压/频率，以获得最小化的多核处理器系统能耗；所述利用关联周期任务的剩余空闲时间使用DVFS调节多核处理器内核的工作电压/频率所造成的所述关联周期任务的瞬态故障，采用逆向恢复容错调度算法，以获取到最小化的任务平均出错率；和/或，针对所述关联周期任务的瞬态故障和永久性故障，采用主备份容错调度算法，以获取到最小化的任务平均出错率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用关联周期任务的剩余空闲时间使用DVFS调节多核处理器内核的工作电压/频率所造成的所述关联周期任务的瞬态故障，采用逆向恢复容错调度算法，以获取到最小化的任务平均出错率；和/或，针对所述关联周期任务的瞬态故障和永久性故障，采用主备份容错调度算法，以获取到最小化的任务平均出错率，包括：在关联周期任务作业执行结束后，通过健全性或一致性检查检测所述关联周期任务作业瞬态故障的软错误；针对所述关联周期任务作业瞬态故障的软错误，采用逆向恢复容错调度算法，利用所述关联周期任务的剩余空闲时间创建逆向恢复作业；针对所述逆向恢复作业，以最大工作频率重新执行。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述针对所述关联周期任务作业瞬态故障的软错误，采用逆向恢复容错调度算法，利用所述关联周期任务的剩余空闲时间创建逆向恢复作业，包括：当关联周期任务的剩余空闲时间满足创建逆向恢复作业时，创建发生瞬态故障作业的逆向恢复作业；统计发生瞬态故障作业之后的所有待正常执行作业的截止期小于等于待逆向恢复作业的剩余空闲时间。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述针对所述关联周期任务作业瞬态故障的软错误，采用逆向恢复容错调度算法，利用所述关联周期任务的剩余空闲时间创建逆向恢复作业，还包括：当关联周期任务的剩余空闲时间无法满足创建逆向恢复作业时，在每个发生瞬态故障作业重新执行前检测所述每个发生瞬态故障作业的最晚开始执行时间；所述每个发生瞬态故障作业的最晚开始执行时间小于实际开始时间时，则重新计算所述最晚开始执行时间。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用关联周期任务的剩余空闲时间使用DVFS调节多核处理器内核的工作电压/频率所造成的所述关联周期任务的瞬态故障，采用逆向恢复容错调度算法，以获取到最小化的任务平均出错率；和/或，针对所述关联周期任务的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈健，赵振博，邱实，吴凡，李化义，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：