面向嵌入式智能设备的多核操作系统任务调度算法的研究与实现

来源 :北京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:girl_wang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着半导体技术的发展,多核处理器技术发展迅速,在嵌入式设备中的应用也越来越广。近年来出现了众多采用多核处理器的嵌入式智能设备,面向该类设备的多核操作系统任务调度算法有很高的研究价值。嵌入式智能设备上的任务具有实时性和相互依赖性这两个特点,传统的独立连续任务模型不再适用于嵌入式智能设备的任务调度,人们提出使用DAG(Direct Acyclic Graph,有向无环图)模型来表示该类具有相互依赖性的任务,但是目前DAG任务调度算法多停留在理论研究阶段且性能有待进一步提高,所以对可以在嵌入式智能设备上使用且性能优异的DAG任务调度算法的研究很有必要。本文提出了一种适用于同构嵌入式智能设备且性能更优的DAG任务调度算法。DAG任务调度算法中的拉伸算法调度成功率高,易于在传统操作系统中扩展,但也存在一些不足:其一,在为各个子任务划分时间段时提前了子任务截止时间,其二,在分配松弛时间时仅考虑了任务负载,其三,划分出的独立任务没有合并,出现大量可避免的上下文切换和核间迁移,影响算法在嵌入式设备上的性能。本文针对以上不足,提出了一种改进的拉伸算法,该算法提高了调度成功率,且降低了上下文切换和核间迁移次数。随后对提出的算法进行了可调度性分析,在限制条件下,该算法的容量增值界在[2-1/M,4-2/M)范围内。本文也在仿真环境下,对提出的算法同其它DAG调度算法进行了对比实验,验证了该算法在性能上的提高。本文为了验证提出的算法在真实嵌入式智能设备中的性能,首先在本课题组研发的AntOS操作系统内核中实现了改进拉伸调度算法。然后又在AntOS上实现了行人检测应用,并使用混合分析法预测出应用中各个任务的最坏执行时长。最后通过在不同利用率下,与拉伸算法的调度成功率比较,验证了本文提出的改进拉伸算法在嵌入式智能设备中良好的性能。
其他文献
伴随着5G、物联网、云计算、自动驾驶等科学技术的快速发展,对高速率、高谱效和大容量光纤通信的需求不断上升,密集波分复用技术因其具有大容量的优势被广泛应用。然而,随着光纤C+L波段可用频率几乎被完全利用,仅依靠增加复用波长数目提升密集波分复用系统容量难以满足指数式增长的网络容量需求。单载波调制的奈奎斯特波分复用系统通过压缩信号带宽、提升系统频谱效率成为实现大容量光传输的可行方案之一,但正交传输准则限