為了解決嵌入式OSEK/VDX操作系統(tǒng)在高負載、搶占模式下低優(yōu)先級任務(wù)長時間得不到執(zhí)行的問題,利用OSEK/VDX標準中的報警機制提出了一種優(yōu)化的最小空閑時間優(yōu)先調(diào)度算法來完善嵌入式OSEK/VDX操作系統(tǒng)的調(diào)度策略。給出了該算法的具體實現(xiàn)方案,在理論上分析了該算法的可行性,最后將該算法應(yīng)用于汽車簡單和復(fù)雜的電控系統(tǒng)。測試結(jié)果表明:在高負載、搶占模式下,使用該算法能夠明顯改善低優(yōu)先級任務(wù)的執(zhí)行。 

【文章來源】：汽車工程. 2016,38(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

-LSF算法流程

i的報警時刻;tad，i為任務(wù)τi的剩余報警時間;ts1，i為任務(wù)τi第一次設(shè)置報警的時刻。針對LSF算法中di的計算有多種研究，文獻［12］中以任務(wù)周期Ti的結(jié)束時刻作為LSF算法的截止期限，在此基礎(chǔ)上開發(fā)了針對多處理器調(diào)度的LSFＲ算法。實際中di的取值與Ti緊密相關(guān)，為了計算方便仍將任務(wù)在執(zhí)行周期Ti結(jié)束的時刻作為di。圖2為A-LSF算法的時序簡圖。由圖可知，在A-LSF算法中，當(dāng)任務(wù)τi的第k次設(shè)置報警結(jié)束時，本次任務(wù)τi的截止期限為di=ts1，i+k·Ti(1)圖2A-LSF時序簡圖根據(jù)嵌入式OSEK/VDX操作系統(tǒng)中的報警機制，計算在t時刻任務(wù)τi的剩余報警時間:tad，i=di－t－ri(2)tad，i=ts1，i+k·Ti－t－ri(3)得k=t－ts1，iTi(4)tad，i=ts1，i+t－ts1，iTi·Ti－t－ri(5)由于ts1，i可以視為常數(shù)，故在給定時刻t，任務(wù)的剩余報警時間tad，i是任務(wù)周期Ti和任務(wù)剩余時間ri的函數(shù)。對LSF算法采用相同的思路計算可得:di=ta1，i+k·Ti(6)Di=di－t－ri(7)Di=ta1，i+t－ta1，iTi·Ti－t－ri(8)式(5)和式(8)只有常數(shù)項ts1，i與ta1，i不同，A-LSF算法中tad，i的概念等同于LSF算法中Di的概念。在A-LSF算法中，報警發(fā)生時意味著任務(wù)剩余報警時間tad，i=0，即Di=0，此時才會提升該任務(wù)的優(yōu)先級，否則任務(wù)只能擁有原來相對較低的靜態(tài)優(yōu)先級，這正是LSF算法中“最小空閑時間優(yōu)先”的思想。

蔥釁魘?拷隙啵?刂撲惴ㄒ埠芨叢�。因此�?系統(tǒng)的任務(wù)數(shù)量多，負載較大。假設(shè)現(xiàn)有控制系統(tǒng)中，包含任務(wù)τ0，τ1，…，τ9，任務(wù)優(yōu)先級由1到10逐次升高，均配置為搶占模式。此時用戶需要根據(jù)具體的測試數(shù)據(jù)來配置系統(tǒng)的調(diào)度策略。假設(shè)測得任務(wù)τ0，τ1較長時間得不到執(zhí)行，運行周期嚴重偏離用戶預(yù)期，此時需要使用A-LSF算法，按照表2來配置系統(tǒng)的調(diào)度策略。表2調(diào)度策略配置方案參數(shù)任務(wù)0任務(wù)1任務(wù)2-任務(wù)9調(diào)度策略A-LSFA-LSFDefaultpm值44Default按照表2的配置方案，各個任務(wù)的調(diào)度策略如圖3所示。圖3任務(wù)調(diào)度策略配置結(jié)果任務(wù)1和任務(wù)2配置為A-LSF，即使用A-LSF算法，任務(wù)3-任務(wù)10配置為Default，即不使用A-LSF算法。pm值設(shè)置為4，意味著在A-LSF算法運行時，任務(wù)1和任務(wù)2的優(yōu)先級最多升高至4。在決定了系統(tǒng)的調(diào)度策略之后，最重要的是完成報警的設(shè)置和處理。(1)任務(wù)τ1和任務(wù)τ2中在應(yīng)用層代碼結(jié)束的位置設(shè)置基于系統(tǒng)計數(shù)器的“分配優(yōu)先級”報警，因為設(shè)置報警的API函數(shù)具有恢復(fù)任務(wù)靜態(tài)優(yōu)先級的功能，所以放到用戶代碼之后算法才有意義。由圖2可知，設(shè)置報警的時長由任務(wù)的周期和執(zhí)行時間決定，但是圖2僅僅是理想的情況，實際中當(dāng)報警發(fā)生之后，任務(wù)仍然可能被更高優(yōu)先級任務(wù)搶占，不會連續(xù)執(zhí)行至結(jié)束。因此報警發(fā)生的時刻應(yīng)該比圖2中的時刻提前一些，具體的提前量須由用戶實際測試后確定。(2)在系統(tǒng)時鐘的中斷服務(wù)程序中調(diào)用處理報警的API函數(shù)。3.2簡單的汽車電控系統(tǒng)在相對簡單的汽車電控系統(tǒng)中，任務(wù)數(shù)量一般較少，系統(tǒng)負載較校任務(wù)的實時性比較容易滿足要求。因此，在這類系統(tǒng)中無須為任何任務(wù)配置A-LSF算法，調(diào)度策略配置結(jié)果如圖4所示，操作系統(tǒng)與優(yōu)化前相比沒有任何?

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2978780