一种基于利用率差半透视非精确混合关键划分节能方法技术

本发明专利技术提供一种基于利用率差半透视非精确混合关键划分节能方法，包括：步骤S1、建立半透视非精确混合关键任务模型；步骤S2、对各个关键层次任务的利用率进行非升序排序；步骤S3、对各个处理器按照低关键层次任务在低模式下的利用率与高模式下的利用率之差升序排序；步骤S4、推导出单处理器调度可行的充分条件，并且根据该充分条件计算单处理器的能耗优化速度；步骤S5、采用首次适应算法，先分配高关键层次任务，然后分配低关键层次任务，如果分配到处理器的任务集调度可行，计算处理器的能耗优化速度，处理器以该能耗优化速度执行任务，否则该任务集调度不可行。本发明专利技术能够降低系统能耗，降低产品的生产成本。降低产品的生产成本。降低产品的生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于利用率差半透视非精确混合关键划分节能方法


[0001]本专利技术涉及实时系统、嵌入式系统以及混合关键系统的实时调度，特别涉及一种基于利用率差半透视非精确混合关键划分节能方法。

技术介绍

[0002]混合关键系统是指同时包含多个关键级别的实时系统，在这些系统中，不同的任务或组件可能拥有不同的安全关键级别。这些安全关键级别可以根据任务对系统安全的影响程度来确定，通常用数字或字母等符号来表示。例如，一个飞行控制系统可能包含多个任务，其中某些任务对安全至关重要(如自动驾驶)，而其他任务则对安全的要求相对较低(如显示航行信息)。在这种情况下，该系统可以被认为是混合关键系统。总之，混合关键系统是现代实时系统中一个非常重要的概念，它们在很多关键领域发挥着重要作用，如航空航天、交通运输、医疗设备等。对于这些系统的设计和验证需要采用特殊的技术和方法，以确保其正确性和安全性。
[0003]非精确混合关键系统将高模式下的低关键层次任务进行了降级处理，而不是如传统的混合关键系统那样直接丢弃，更加的符合实际，提高了资源利用率；半透视非精确混合关键系统则在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于利用率差半透视非精确混合关键划分节能方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S1、建立半透视非精确混合关键任务模型，具体为：在多处理器上考虑隐式截止期限的非精确混合关键周期任务集Γ＝{τ1,τ2,
…
,τ
n
}，采用最早截止期限优先的策略来调度此任务集，截止期限越早的混合关键周期任务τ
i
的优先级越高，当混合关键周期任务的截止期限相同时，混合关键周期任务的到达时间越早具有越高的优先级，优先级高的混合关键周期任务优先调度；混合关键周期任务τ
i
由五元组{T
i
,ξ
i
,D
i
,C
i
(LO),C
i
(HI)}组成，其中T
i
表示混合关键周期任务τ
i
的周期，ξ
i
＝{LO,HI}表示混合关键周期任务τ
i
的关键层次，当混合关键周期任务τ
i
的关键层次为低关键层次时，表示为ξ
i
＝LO，当混合关键周期任务τ
i
的关键层次为高关键层次任务时，表示为ξ
i
＝HI，D
i
表示混合关键周期任务τ
i
的相对截止期限，隐式截止期限的非精确混合关键系统的相对截止期限等于周期，即D
i
＝T
i
，C
i
(LO)和C
i
(HI)分别表示混合关键周期任务τ
i
在低模式和高模式下的最坏执行时间，低模式指任何混合关键周期任务τ
i
在处理器速度下，其执行时间都不超过C
i
(LO)，高模式指任何混合关键周期任务τ
i
在处理器速度下，其执行时间都不超过C
i
(HI)，若混合关键周期任务τ
i
为低关键层次任务，则C
i
(LO)≥C
i
(HI)，若混合关键周期任务τ
i
为高关键层次任务，则C
i
(LO)≤C
i
(HI)；P＝{P1,P2,
…
P
k
}表示多处理器集合,P1,P2,
…
P
k
表示k个相互独立、结构相同的处理器，其中，1≤i≤n，k＜n；步骤S2、对各个关键层次任务的利用率进行非升序排序；步骤S3、对各个处理器按照低关键层次任务在低模式下的利用率与高模式下的利用率之差升序排序；步骤S4、推导出单处理器调度可行的充分条件，并且根据该充分条件计算单处理器的能耗优化速度；步骤S5、采用首次适应算法，先分配高关键层次任务，然后分配低关键层次任务，如果分配到处理器P
j
的任务集调度可行，计算处理器P
j
的能耗优化速度S
j
，处理器P
j
以该能耗优化速度S
j
执行任务，否则该任务集调度不可行；其中，1≤j≤k。2.根据权利要求1所述的一种基于利用率差半透视非精确混合关键划分节能方法，其特征在于：所述步骤S2中，关键层次任务τ
i
的利用率u
i
通过公式计算，其中，u
iLO
表示混合关键周期任务τ
i
在低模式下的利用率，u
iHI
表示混合关键周期任务τ
i
在高模式下的利用率，对各关键层次任务的利用率进行非升序排序，使得u1≥u2≥
…
,≥u
n
。3.根据权利要求1所述的一种基于利用率差半透视非精确混合关键划分节能方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括：初始化处理器P
j
的剩余利用率表示初始化处理器P
j
高模式下的剩余利用率为1，表示初始化处理器P
j
低模式下的剩余利用率为1，处理
器P
j
上低关键层次任务在低模式下的利用率之和表示为处理器P
j
上低关键层次任务在高模式下的利用率之和表示为处理器P
j
上低关键层次任务在低模式下的利用率与高模式下利用率之差表示为对ψ(j)进行升序排列使得ψ(1)≤ψ(2)≤...ψ(k)，其中，1≤j≤k。4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于利用率差半透视非精确混合关键划分节能方法，其特征在于：所述步骤S4中，所述单处理器调度可行的充分条件具体为：分配到处理器上的任务集满足公式和则该任务集是调度可行的，其中，Γ表示任务集合，Γ
LO
表示低关键层次任务集合，Γ
HI
表示高关键层次任务集合，DBF
LO
(τ
i
,t)表示低模式下混合关键周期任务τ
i
的最大处理器需求，DBF
HI
(t,s,τ
m
)表示低关键层次任务τ
m
在高模式的最大处理器需求，DBF
HI
(t,s,τ
l
)表示高关键层次任务τ
l
在高模式的最大处理器需求，其中，s表示系统从低模式切换到高模式的时刻，1≤m≤n，1≤l≤n。5.根据权利要求4所述的一种基于利用率差半透视非精确混合关键划分节能方法，其特征在于：所述步骤S4中，若分配到处理器上的任务集是可调度的，则根据公式和求解得出单处理器的能耗优化速度，其中，DBF
LO
(τ
i
,t,S
j
)表示处理器P
j
以速度S
j
执行低模式下混合关键周期任务τ
i
的最大处理器需求，DBF
HI
(t,s,τ
m
,S
j
)表示处理器P
j
以速度S

【专利技术属性】
技术研发人员：张忆文，马金鹏，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：