基于静态优先级的调度

应用实时系统,如航空电子系统,不仅要满足调度任务的强实时约束,而且要具有较强的系统功能,即需要较高的系统任务可调度利用率。本文首先给出实时任务调度算法的分类及基于优先级调度算法的性能分析;然后详细描述了静态优先级任务系统的调度算法,以及在诸如航空电子系统数据传输网络设计中调度方案的选择。     

用于硬实时系统的任务调度程序共处理器

硬件共处理器实时嵌入式系统调度对于快速、具决定性、紧凑和可靠的任务调度程序的支持,被认为是现代嵌入式硬实时系统的一个重要方面。本文描述了一个基于微控制器的专用任务调度程序的设计、开发和使用。共处理器基于Intel8032微控制器,Intel8032微控制器是为最新的目标处理机的使用而设计的。许多调度算法,包括循环算法、固定优先算法和截止时间调度计划等,都是被支持的。用于硬实时系统的任务调度程序共处理器@刘娟     

Windows NT实时应用的问题及解决方法研究

Windows NT系统是适用于高档微机的网络操作系统,近几年在各行业中得到广泛使用。本文从实时应用系统开发的角度,分析NT系统用于实时环境出现的一些问题(这些问题归结为功能和性能两类)及其解决方法。最后给出一个小型实时系统实例NTRS。尽管NTRS本身不是一个通用的实时系统,其许多思想和方法也可用于在NT平台上建立的其它实时系统。     

分布式实时飞行仿真中的联接技术

分布式仿真系统可采用的联接方式主要有物理共享内存总线、消息传递网络和复制共享内存网络三种。物理共享内存总线和消息传递网络在分布式实时仿真中存在技术上的不足．但它们之间具有一定的互补性．复制共享内存网络将它们两者的优点有机地结合起来．成为一种适用于实时系统分布式仿真的理想方式．文章对这些技术分别进行了阐述。最后，针对分布式飞行仿真的特殊要求．介绍了复制共享内存网络的具体应用。     

多线程机制应用于测控实时系统的关键技术研究

和传统的进程机制相比,多线程机制具有节省系统的存储资源,减少系统的控制、调度、通信和同步开销,以及内核并发的特征,这些特征能够提高实时系统的实时性能。本文以测控实时系统的开发为例,说明多线程机制应用于实时系统中的优势以及开发中需要解决的关键问题。     

Windows NT实时应用的问题及解决方法研究

Ｗｉｎｄｏｗｓ ＮＴ系统是适用于高档微机的网络操作系统，近几年在各行业中得到广泛使用。本文从实时应用系统开发的角度，分析ＮＴ系统用于实时环境出现的一些问题（这些问题归结为功能和性能两类）及其解决方法。最后给出一个小型实时系统实例ＮＴＲＳ。尽管ＮＴＲＳ本身不是一个通用的实时系统，其许多思想和方法也可用于在ＮＴ平台上建立的其它实时系统。     

风险驱动的安全关键实时任务调度

安全关键系统面临着日趋严峻的安全威胁,如何降低安全关键实时应用的风险成为挑战。通过结合风险评估与实时调度,给出一种风险驱动的任务调度方案。在分析非周期实时任务可调度性的基础上,提出一种基于处理器瞬态利用率、系统安全风险最小的在线调度近似算法。在不违背关键任务的时间约束和安全约束的前提下,该算法能够在低时间复杂度内得到安全性能确保的次优解。实验结果显示所提算法能明显降低安全关键实时应用的风险。具体来讲,最大安全风险可降低22.2%,并且在安全风险近似率上界为110%情况下,真实近似率最小为102.4%。     

基于多核处理器P2020的综合数据处理模块设计及应用

机载综合数据传输装置是现代航空电子系统的重要组成部分.它能够实现计划数据加载、总线数据记录、音视频压缩数据记录、分系统软件加载等功能.而综合数据传输装置中的综合数据处理模块则是设备的核心部分.Freescale PowerPC 系列产品是一种广泛应用于工业、通信、军事领域的处理器.本文研究了Freescale PowerPC新多核处理器P2020的特点,主要介绍了基于此处理器平台的综合数据处理模块设计,研究其在实际中的应用.     

基于多核处理器P2020的综合数据处理模块设计及应用

机载综合数据传输装置是现代航空电子系统的重要组成部分.它能够实现计划数据加载、总线数据记录、音视频压缩数据记录、分系统软件加载等功能.而综合数据传输装置中的综合数据处理模块则是设备的核心部分.Freescale PowerPC系列产品是一种广泛应用于工业、通信、军事领域的处理器.本文研究了FreescalePowerPC新多核处理器P2020的特点,主要介绍了基于此处理器平台的综合数据处理模块设计,研究其在实际中的应用.     

ARINC 653分区实时系统的可调度分析

ARINC 653规范定义了综合模块化航空电子(IMA)实时操作系统的行为逻辑以及向应用程序提供的接口规范。该规范规定了系统采用分区内调度和分区间调度的两级调度方案,如何分析系统的可调度性以保证实时任务能够在截止时间内完成计算是需要研究的新问题。基于负载请求与平台资源提供能力的供需约束关系导出了系统可调度的判定依据。证明了判据的约束是系统可调度的充分必要条件。实际应用表明,提出的可调度判定定理能够应用于判定ARINC 653分区实时系统的可调度性,辅助提升系统的安全属性。     

Task allocation and reallocation for fault tolerance inmulticomputer systems

The goal of task allocation in a set of interconnected processors (computers) is to maximize the efficient use of resources and thus reduce the job turnaround time. Proposed is a simple yet effective method to allocate the tasks in multicomputer systems for minimizing the interprocessor communication cost subject to resource limitations defined by the system and designer. The limitations can be viewed as results from the load balancing since the execution time of each task, the number of available processors, processor speed, and memory capacity are known to the system or designer. As the number of processors increases, the probability of a failure existing somewhere in the systems at any time also increases. Very few established task allocation models have considered the reliability property. In multicomputer systems, we define system reliability as the probability that the system can run the tasks successfully. After the (nonredundant) task scheduling strategy is defined, tasks are then reallocated to processors statically and redundantly. This is a form of time redundancy, in which if some processors fail during the execution, all tasks can be completed on the remaining processors (but at a longer time). Due to static preallocation of tasks this method is simpler and thus more practical than well-known dynamic reconfiguration and rollback recovery techniques in multicomputer systems. We demonstrate the effectiveness of the task allocation and reallocation for hardware fault tolerance by illustrations of applying the methods to different examples and practical communications network multiprocessor system     

一种基于实时性考虑的对称多处理机任务调度策略的设计

针对机载设备强实时性的特点,设计了一种对称多处理机任务调度策略.重点需要解决的问题是:就绪队列的设计和任务的分配.同时考虑多机带来的任务绑定,cache有效利用等问题.为了实现良好的系统性能,采取多种技巧提高系统的实时性,利用线程代替进程提高程序的并行度,运用代码的可重入性实现内核数据的完整性.     

航空电子系统混合实时任务的双层调度

针对航空电子系统的实时性需求,提出满足综合模块化航空电子(IMA)构架的双层任务调度算法.通过加权轮转调度激活分区,并为分区提供固定的时间窗口,增强了系统的可预测性;分区内部采用可抢占的固定优先级调度,减少了高优先级任务的响应时间.算法支持混合任务集的调度:对周期的强实时任务,建立具有任意时限的任务模型,增强了模型的通...     

基于样本路径分析的交换式以太网实时通信调度方法

在离散事件动态系统(Discrete Event Dynamical System, DEDS )有限摄动分析(Finite Perturbation Analysis, FPA)的理论框架下,通过样本路径(Sample Path),分析了实时数据包在以太网交换设备中多路复用排队的行为;根据各个通信任务不同的实时性与重要性指标,提出了数据包在发送节点上的保持(holding)延迟的调节机制,避免了交换机多路复用器过度地拥塞。在新的通信任务动态加入的情况下,该机制能够即时地规划调度,适用于信息一体化环境下,航空器等运动平台电子系统中,本地与远程接入的数据高动态交互的交换式以太网环境。     

基于WKR结构片上多处理器系统任务分配策略

对现有CMP系统研究现状进行了研究，结合WKR结构模块性良好的特点，设计了基于WKR结构的16核CMP系统框架，在此基础上以提高任务的并行度为目标提出了静态任务层次分配策略。策略分为任务和线程两层分配过程，任务层分配定义任务的并行度，采用LDL胛算法将任务分配到以子WKR结构互连的内核子集上；线程层分配以减少核间通信和均衡核间负载为目标，通过TAGM算法完成任务内的线程在内核子集内的分配。仿真试验表明，静态任务层次分配策略能够实现负载较为均衡的分配，且与类似算法相比具有明显的时间开销优势。     

Cooperative task scheduling for networked uninhabited air vehicles

In the work presented here, we study a cooperative control problem for a network of uninhabited air vehicles (UAVs) where it is assumed that after deployment a set of tasks is given to a group of UAVs and the UAVs must cooperate to decide which UAV should process each task. The cooperation must occur during real-time operation due to a need to repeatedly process each task, in spite of imperfect communications (e.g., messages with random but bounded delays), and the possibility that tasks "pop-up." We show how to view this as a cooperative scheduling problem, and how to derive bounds on mission-level performance metrics. Simulations are used to compare the approach with a noncooperative strategy and to provide design guidelines for the cooperative scheduler.     

Investigations of a distributed real-time information system for flight measuring applications

Modern aircraft require complex systems of complementary sensors for the achievement of precise and dynamic on-line flight measurements. For the computation, transmission and storage of sensor data a distributed information system is needed which has to respect hard real-time demands. In this paper the demands of an aircraft sensor system on the components of the distributed information system are analysed allowing the allocation and partitioning of the tasks to the resources. Simulation experiments are used to investigate the real-time behaviour of the whole information system, consisting of several RISC-processors, DRAMs and bus systems. The bus systems are divided into parallel and serial buses; the serial field bus system is realized by PROFIBUS. The real-time behaviour of PROFIBUS is additionally analysed by hardware experiments.     

综合模块化航空电子系统节能分层调度的设计(英文)

近年来,综合模块化航空电子(Integrated Modular Avionics,IMA)构架逐渐流行,并通过引入资源分区的概念取代了传统的联合式系统构架。研究了IMA构架下分层调度的设计问题。调度模型通过强时间分区,使多个强实时应用方便地集成在一个单处理器平台。推导出分区周期、分区系数以及可调度性在实时条件下的数学关系,并提出了分区参数的优化算法。考虑具有任意时限的实时任务模型,提高了算法的通用性。在分层调度的基础上,通过有效利用松弛时间,提出一种能量优化方法,进一步减少了飞行器上嵌入式系统的能耗。实验结果表明,本文提出的系统设计方法在保证硬实时需求的基础上,有效的降低能耗达 14%。     

Wireless sensor networks: scheduling for measurement and data reporting

An optimal load allocation approach is presented for measurement and data reporting in wireless sensor networks with a single level tree network topology. The measurement problem investigated involves a measurement space, part of which can be sampled by each sensor. We seek to optimally assign sensors part of the measurement space to minimize reporting time and energy usage. Three representative measurement and reporting strategies are studied. This work is novel as it considers, for the first time, the measurement capacity of processors and assumes negligible computation time which is radically different from the traditional divisible load scheduling research to date. Aerospace applications include satellite remote sensing and monitoring and sensor networks deployed and monitored from the air.