弱硬实时系统及其调度算法

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1、中文摘要摘要随着计算机，网络和通信技术地发展，实时系统越来越多得被应用于工业控制、网络通信、实时监控，多媒体等领域。这些新的实时网络应用得出现给实时系统地发展提出了新的要求和挑战。弱硬实时概念的提出，丰富和扩充了实时系统理论，也满足了实时网络应用的理论需求。弱硬实时相关问题也因此成为当前实时研究的重点问题之一。本论文的研究内容集中在弱硬实时约束规范，基于弱硬实时约束规范的调度算法及相关实验。弱硬实时理论能够统一描述原有各类实时系统，硬实时、软实时系统都是～类典型的弱硬实时系统。本文提出了一种新的弱硬实时规范约束。

2、从典型弱硬实时的角度分析了总线协议的实时特性，并具体针对弱硬实时调度算法DBP，讨论其在优先级设置及调度中的问题，并给出修正策略。论文还讨论了弱硬实时系统的可扩展问题，提出了任务流归类的方法。完成的相关主要]二作具体的包括了以下几个方面：1．简单回顾了实时系统的发展及其相关调度算法。2．提出了(丽，P)约束，研究了其与现有弱硬实时约束之间的关系：同时修正了文献[61]中的一个约束强弱比较的定理：全面总结了弱硬实时系统的静态调度算法和静态调度中的两个主要问题，以及动态弱硬实口寸调度算法及其性能评价方法等。3．从典型

3、弱硬实时一硬实时的角度，分析工业网络FF的MAC层任务的WCET，提出协议改进策略，并通过仿真验证了改进协议的有效性。比较了集中控制式总线协议FF和WorldFIP非周期任务调度的带宽利用率。4．研究了DBP算法忽略状态所包含0／1信息分布的缺点，提出了与进入失效距离对称的概念一退出失效距离，并说明了改进优先级算法设置的合理性，扩展了DBP算法的优先级类别。5．研究DBP算法在优先级设置时仅考虑该任务流本身的历史状态，而忽略任务流任务时间参数特性的缺点；提出了在任务优先级设置过程中考虑不同任务流之间任务时闻参数特

4、性的矩阵DBP算法，并给出了矩阵元素的计算公式。一T一浙江大学博士学位论文6．研究在有限资源下约束的弱硬实时系统可扩展问题。根据队列复用的分类策略，提出了分别基于丢失率平衡的静态类选择算法和基于任务流平衡的动态类选择算法。7．设计了两种基于不同硬件平台的实验方案，验证弱硬实时系统中的各种调度算法的性能。题。最后，对全文进行了概括性总结，并指出了有待进一步研究和完善的问关键词：实时系统，调度算法，弱硬实时，动态失效，服务质量，现场总线，DBP，E—DBP，Matrix．DBP，可扩展性一Ⅱ一ABSTR。ACTAbs

5、tractWithtechnicaldevelopmentofcomputer,networkandcommunication，real—timesystemsareappliedtothefieldsofautomaticcontrol，networkcommunication，real—timemonitor,multimedia．Newrequirementsandchallengesarisefromtheseapplications．Theconceptofweaklyhardreal—timeispr

6、esented，whichnotonlyenrichesandextendstheclassicaltheoryofreal—timesystem，butalsomeetsnewrequirementsandchallenges．Sorelatedissuesonweaklyhardreal-timearebecominghotresearchpointnowadays．Thecontentofthesiswillfocusonconstraintspecificationofweaklyhardreal—tim

7、e，schedulingalgorithmsbasedonweaklyhardreal—timeandrelatedexperi—ments．Thetheoryofweaklyhardreal—timeCandescribedifferentreal—timesystem，bothhardreal—timeandsoftreal—timesystemarethetypicalweaklyhardreal—timesystemsInthisthesis，anewspecificationofweaklyhardre

8、al—timeisproposed；Real-timechar-acteristicoffieldbusisanalyzedfromtheviewpointofweaklyhardreal．time，andim—provedalgorithmsareputforwardtocorrectdrawbacksofDBPintheprocessofitspriorityassi