浅论硬实时调度抢占开销的在线优化策略及仿真实现

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1、硬实时调度抢占开销的在线优化策略及仿真实现作者姓名：赵震字指导教师：赵海教授博士生导师东北大学计算机系统研究所申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：计算机应用技术论文提交日期：2007年12月10日论文答辩日期：2008年1月22日学位授予日期：答糊△捕：锨久弓曼评阅人：徐欠强．钿孬、5双．东北大学2007年12月l户-AThesisfortheDeglleeofMasterinComputerAppHcationTe}chnolo野m''●．●●．●．●'．●一．●。l。neOnlineOD

2、tlmlZatlOnStrategVandSlmUlatlOnO士DreemptlOnoVerheadinhardreal一timeschedulingbyZhaoZhenyuSupervisor：ProfessorZha0HaiNortheastemUniVersityDecember2007㈨0Ⅲ4Ⅲ6jjjj●■IⅢ4咖8¨¨"i●■_ⅢYJ1●独创性声明本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括

3、本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示诚挚的谢意。学位论文储签名：缓于签字日强：弘晤l2，f》钐’学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。(如作者和导师同意网上交流，请在下方签名：否则视为不同意)学位论文作者签名：乏乡邑萝导师签

4、名：巡沟签字日期：舢铲2．／口签字日期：7沉谬．。2．矽东北大学硕士学位论文摘要硬实时调度抢占开销的在线优化策略及仿真实现摘要嵌入式系统已广泛地应用到人们的生产生活领域。在硬实时嵌入式系统中，任务间的抢占不仅导致操作系统上下文切换的时间开销，而且还会造成存储设备、网络设备、外界环境等资源带宽的降低以及能源消耗的浪费。如何在保证系统实时性的同时，对硬实时任务调度中的抢占开销进行优化，提高系统性能是本文研究的主要问题。本文在实时系统通用的周期性任务模型基础上分析了固定优先级以及动态优先级实时调度的时序关系

5、及任务间的抢占关系。分别对RM调度和EDF调度抢占行为的可推迟时间进行了量化分析，推导出受低优先级任务阻塞而造成的受阻任务集，以及在任意抢占时刻，推迟高优先级硬实时任务的执行来避免抢占发生的判定条件。提出了一种硬实时任务调度抢占开销的在线优化策略。通过在Matlab中的ToRSC脏工具箱搭建仿真测试环境，对该优化策略进行了仿真实验。并与标准RM，EDF调度模型以及抢占阈值静态模型的仿真实验数据进行了对比。仿真实验数据结果表明，本文提出的硬实时任务调度中抢占开销在线优化策略可以有效地减少系统运行中的抢占

6、次数。能够在保证任务的可调度性的同时，有效减少不同调度算法下任务抢占发生的次数，降低抢占开销。关键词：嵌入式系统；硬实时；抢占优化；抢占阈值模型；阻塞任务集一Il—东北大学硕士学位论文AbstractTheoIdineoptimizationstrategyandsimulationofpreemptionoVerheadinhardreal—timeschedulingAbstractTheembcddedsystemh弱be钮widelyapplicdt0people’sliv嚣觚dproduct

7、i册are孤hthehard他al-timeembeddedsystems，thcprecmpti仰s0ftaSl【snot0nlyleadt0theC0ntcxt-sWitchillgtimcspending0fthe叩emtingsystem，孤dother他so姗ccst0他duccb狮dwidth锄dw弱tc∞e略y∞n蛐mpti∞．Howt0gua砌teethc他a1．timccharacl叮0fsyst啪，optimizethepfcemption0verhead0fhardrcal-ti

8、IIlet弱kscheduling柚dimprovctllesyst锄pc哟锄柚ccmthemainissueinthispapcr．hthispaplcr，岫derthe岫iversalpcriodictaskmodelof陀a1．timesyStems，theaunlor锄aLl)，zesthetimingrelati咖shipof钕ed埘硎ty锄ddyn锄ic埘硎tyscheduHng粕dtheprcempti∞rel撕0nship锄0ngtasl