Optimal divisible job load sharing for bus networks

Optimal load allocation for load sharing a divisible job over N processors interconnected in bus-oriented network is considered. The processors are equipped with front-end processors. It is analytically proved, for the first time, that a minimal solution time is achieved when the computation by each processor finishes at the same time. Closed form solutions for the minimum finish time and the optimal data allocation for each processor are also obtained     

机载嵌入式系统中的多核处理架构研究与分析

与单核处理器相比较,多核处理器在性能、功耗、体积以及重量各方面都有绝对的优势,这使得多核处理器在机载嵌入式系统中的应用成为必然趋势。在分析了航空电子系统的任务特点之后,介绍了两种最常见的多核处理器系统架构：对称多处理（SMP）和非对称多处理（AMP）,对这两种系统架构在机载嵌入式系统的应用进行了研究分析,并分析了其关键技术对实时性、安全性和确定性的影响。     

基于多分区操作系统的多核确定性调度方法设计

为提高多分区操作系统环境下多核处理器的应用带来的操作系统任务调度的确定性,研究了多分环境下多核操作系统结构,从处理器核心和分区的资源分配和分区调度表的时间同步角度出发,采用了静态配置、处理器绑定和时间窗口调度方法,实现了处理器资源的确定性分配,解决了调度表之间的时间同步问题。测试结果表明,方法有效提高了分区环境下多核操作系统任务调度的确定性。     

Optimal time-varying load sharing for divisible loads

A load sharing problem involving the optimal load allocation of divisible loads in a distributed computing system consisting of N processors interconnected through a bus-oriented network is investigated. For a divisible lend, the workload is infinitely divisible so that each fraction of the workload can be distributed and independently computed on each processor. For the first time in divisible load theory, an analysis is provided in the case when the processor speed and the channel speed are time varying due to background jobs submitted to the distributed system with nonnegligible communication delays. A numerical method to calculate the average of the time-varying processor speed and the channel speed and an algorithm to find the optimal allocation of the workload to minimize the total processing finish time are proposed via a deterministic analysis. A stochastic analysis which makes use of Markovian queueing theory is introduced for the case when arrival and departure times of the background jobs are not known     

基于时钟驱动的循环调度

实时系统,诸如航空电子系统、空中交通控制系统(Air Traffic Control: ATC)等,从本质上说都是一种分布式实时系统,从理论上说,它们由三种类型的处理器组成,包括数据控制处理器、数据传输处理器和数据处理器.无论是数据控制处理器和数据处理器的数据计算任务,还是数据传输处理器的数据传输任务,它们的执行都必须满足任务的时间约束要求,从而正确完成系统设计的各项应用任务.本文将描述基于时钟驱动的循环调度策略,它不仅适用于对数据计算任务的实时调度,也适用于对数据传输任务的实时调度,最后,分析了此调度策略应用中存在的优势与劣势.     

Paral lel VLSI Implementation of the Kalrman Filter

The problem of parallel implementation of the square-root Kalman filters is addressed. At the system level, our approach is to apply systolic-type VLSI processor arrays as basic building blocks to accelerate the matrix operations required in each iteration. To maximize the parallelism, we also exploit an inter-array pipelining scheme through the overlapping of execution between successive processor arrays. We estimate that with (5n2 + r2 + 8nr + n + 3r)/2 processors, it would take max[(4n + 2r, 2n + 4r-2)] time units to complete one Kalman filter iteration, where n is the dimension of the underlying state space model and r is the dimension of the input vector.     

APPLICATION OF MVP IN REAL TIME IMAGE PROCESSING

Inthe field of communication,radar and im-age processing,real- time analysis demands somuch data that the traditional method can't bear,and therefore,the focus is transitioned to parallelprocessing.MVP( made by Texas Instrument)can integrate severalfunctions into one board to re-alize the image or voice processing system whichhas been made with several boards and severalchips before.MVP has five programmable digitalsignal processors in it,and is of MIMD structure.The crossbar connects five…     

有限元的一种并行算法及实现

当前,由于有限元素法大都使用串行算法,处理时间较长。本文根据有限元素法的特点和采用的并行计算机结构,提出了一种并行有限元算法,能大大提高其处理速度,加快处理周期。且算法简单,实现方便。     

多星多任务运控系统可靠性优化模型

多星多任务运控系统任务需求是根据实时执行的各种任务而不断变化的,因而其在不同的任务状态下系统具有不同的可靠性结构。首先,给出了系统任务阶段分解的方法;然后,利用连续马尔可夫链理论建立了基于多星多任务运控系统的可靠性模型,给出了固定费用投资下对系统进行可靠性优化设计的边际分析算法;最后,通过案例分析,验证了模型的可行性与实用性。     

三代机航电系统调度管理软件的设计探讨

对三代机航电系统调度管理软件设计开发进行了探讨,提出了多周期任务、任务模块化、分级调用、逐级查询执行等设计实现过程中比较适用的方法,针对多周期任务提出了对工作频率不同的功能进行有效划分,并通过调用最大公约数周期长度的方法来简化多周期任务的实现;针对任务模块化提出了串行模块和并行模块的结合使用的方法和要点;针对模块分级调用提出了自上而下的设计方法,同时对其时间消耗问题进行了讨论;针对查询执行提出了逐级查询判决分支流程标志并按标志决定功能走向的方法.     

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。     

Fast Algorithms for Time Domain Broadband Adaptive Array Processing

Recursive algorithms are presented for time domain, broadband, adaptive beamforming. The algorithms are rapidly converging and can be computationally efficient for a certain range of array processor parameters. The algorithms are presented for two forms of array processor. One form is a Frost-type structure in which explicit constraints are required for defining the array-look direction and also to control the sensitivity of the array processor to implementation errors. The other form is a partitioned array processor in which constraints are built into the processor and the adaptive weight control algorithm is therefore unconstrained. The two processors presented are both element-space processors but the algorithms can be applied also to beam-space processors.     

Processor equivalence for daisy chain load sharing processors

A linear daisy chain of processors in which processor load is divisible and shared among the processors is examined. It is shown that two or more processors can be collapsed into a single equivalent processor. This equivalence allows a characterization of the nature of the minimal time solution, a simple method to determine when to distribute load for linear daisy chain networks of processors without front end communication subprocessors and closed form expressions for the equivalent processing speed of infinitely large daisy chains of processors     

Equal allocation scheduling for data intensive applications

A new analytical model for equal allocation of divisible computation and communication load is developed. Equal allocation of load is attractive in multiple processor systems when real time information on processor and link capacity that is necessary for optimal scheduling is not available. The model includes a detailed accounting of solution reporting time. Equal allocation scheduling is compared with sequential scheduling and a new type of multi-installment scheduling. Aerospace applications include the processing of satellite imagery, radar, and sensor networks.     

考虑协同航路规划的多无人机任务分配

针对多无人机任务分配与协同航路规划问题，以分布式合同网拍卖算法为基础，构建无人机集群任务拍卖架构与拍卖收益函数，结合模拟退火算法协调任务执行次序，采用A^*算法完成两任务点间航程预估，在任务分配阶段同步完成多无人机间协同航路的初规划，确定最佳任务执行次序，实现任务分配与协同航路规划的紧耦合。仿真结果表明，在考虑禁飞区、障碍威胁情况下，该算法能够有效完成多架无人机不同类型任务的分配，且目标分配、执行次序合理，总执行代价小，各机间负载均衡；在任务分配阶段考虑协同航路规划具有明显的效果，能够有效提高任务分配的合理性。     

实时高可用测控集群关键技术研究

针对实时测控信息类型复杂、信息处理和控制方法多样、对实时性和可靠性要求高等特点,构建了一种基于集群计算平台的实时、高可用测控系统,在此基础上提出了一主一备双工热备节点的分布式集群管理控制模式,即在系统运行过程中任务除在一个节点上进行处理外,另一节点同时运行该任务处理(但不输出处理结果),在此基础上设计了任务故障监测的心跳机制、任务故障迁移和恢复的分配方法。通过实验证明,该方法能在一个处理周期内发现任务故障,并实现故障任务的迁移和恢复,不仅减少了系统建设成本,而且缩短了故障任务迁移和恢复时间,提高了测控系统的实时性、可靠性。     

任务可靠度的估算分析

飞机设计工作中一项十分重要的任务是产品可靠性设计，本文回顾了任务可靠性的基本概念，给出了能够确定飞机完成任务可能性的任务可靠度的估算方法。在此基础上，为说明任务可靠度估算的实际过程，本文最后对某型飞机电传控制系统任务可靠度进行了分析，并给出了分析结论。     

一种基于网络的监控软件设计与实现

目前我国电信网中的通信设备种类繁多,结构庞大,功能复杂。为实现高容错、高可靠性,电信运营企业网络资源管理多采用分布式系统实现。在多台服务器参与实际工作时,由主监控器将处理业务分解为相应的处理进程,按一定的调度策略分散到各个服务器上以达到负载均衡。即使处理信息业务量不断增加,也只需通过任务调度增加服务器的台数或升级服务器来解决。     

软实时分布式系统中的时间期限分配

在分布环境下 ,任务在多个不同的站点上有处理要求。一个分布式任务需要划分成几个子任务 ,每个子任务在指定的站点上执行。在实时系统中 ,当要完成一个分布式任务时 ,应用系统的设计者经常要把总体时间细化。本文提出如何自动把总体时间期限转换为子任务的时间期限的方法。     

综合化航空电子系统可信软件技术

航空电子系统要求航空任务的执行具有确定性、可预测和可控性。深入分析综合化航空电子系统软件安全性、可靠性、完整性和实时性需求,提出了综合化航空电子系统软件可信性的定义。首次将可信计算引入到综合化航空电子系统中,建立综合化航空电子系统可信软件体系结构,在此基础上,提出软件可信运行环境构建方法和可靠性增强技术。这些技术能够保障综合化航空电子系统的可预测性,对保证飞机任务的执行及其安全具有重要的作用,为研制适合于中国大飞机的综合化航空电子系统可信软件奠定基础。