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1、第36卷第3期电子科技大学学报Vol.36No.32007年6月JournalofUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaJun.2007一种非周期软实时系统的缓冲设计方法陈旭东，朱清新，廖勇，匡平，熊光泽(电子科技大学计算机科学与工程学院成都610054)【摘要】研究了任务的到达时间和执行时间均不确定的非周期软实时系统，采用排队论的分析方法，非周期软实时系统被看成是典型的随机离散事件动态系统，并被模型化为一个M/M/1/H混合制排队系统，讨
2、论了抛弃率、截止时间错过率和平均截止时间超过量等三种性能指标，并在此基础上进行了缓冲容量的最优设计。性能分析表明缓冲设计方法能有效地改善系统的性能。关键词非周期;缓冲;实时调度;随机分析;软实时系统中图分类号TP316文献标识码AADesignMethodforBufferofAperiodicSoftReal-TimeSystemCHENXu-dong，ZHUQing-xin，LIAOYong，KUANGPing，XIONGGuang-ze(SchoolofComputerScienceandEn
3、gineering,UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaChengdu610054)AbstractInthispaperweresearchtheaperiodicsoftreal-timesysteminwhichthearrivaltimeandtheexecutiontimeoftasksareuncertain.Accordingtothequeuingtheory,aaperiodicsoftreal-timesystemis
4、atypicalstochasticdiscreteeventdynamicsystemandisusuallyconsideredasanM/M/1/Hmixedqueuingsystem.Afteradiscussionofthreeperformancemetricsincludingrejectionratio,deadlinemissratio,andaveragedeadlineexcessamount,weproposeadesignmethodforoptimalbuffercapa
5、citybasedonthesemetrics.Lastly,theperformanceanalysisshowsthatourmethodcanimprovethesystem’sperformance.Keywordsaperiodic;buffer;real-timescheduling;stochasticanalysis;softreal-timesystem非周期软实时系统具有任务的到达时间和执行Ai+Di之前完成计算，否则错过截止时间。允许任务[1]时间的不确定性等特点。如果采用基于
6、最坏情况一定程度地错过截止时间。{Ai,i≥1}、{Ci,i≥1}、下的执行时间(WorstCaseExecutionTime，WCET){Di,i≥1}都是随机序列。的调度算法，一方面最坏执行时间可能远大于平均假设任务的到达过程是Poisson过程，即任务的[2]到达时间间隔序列{ττ
7、,=−AAi≥1}服从参数执行时间，造成计算资源的浪费；另一方面任务iii+1i的到达时间是随机的，当载荷持续上升时(如一个任为λ的负指数分布FA。假设任务的执行时间服从参数−t务请求的高峰期)，可能出现大量任务错
8、过截止时间为μ的负指数分布FC。FA(t)=1–e，t≥0，FC(t)=[3]1–e−μt，t≥0。其中λ为任务的到达率，表示单位时的情况，使系统性能降低。本文把非周期软实时系统模型化为一个随机离散事件动态系统间内请求的平均任务数；μ表示处理器单位时间内能(StochasticDiscreteEventDynamicSystem,SDEDS)，处理的平均任务数，为处理率，1/μ为任务的平均执讨论了如何设计缓冲容量以满足系统的综合性能要行时间。任务的到达时间、执行时间和截止时间都求，分析了系统的抛弃率
9、、截止时间错过率和平均是彼此独立的。{Ai,i≥1}、{Ci,i≥1}、{Di,i≥1}都截止时间超过量三个性能指标。是独立同分布的序列，在不引起歧义时，本文用A、C、D来代替Ai、Ci、Di。1系统模型请求的任务在执行之前都存放在缓冲中。令缓假设系统中只有一个处理器，任务间彼此独立。冲容量为H，当缓冲满时，系统不能再接收新的任用T={Ti,i=1,2,?}表示任务集，每个任务Ti有一个务，新到达的任务将被抛弃。过大的缓冲会使计算到达时间Ai，执行时间Ci和相对截止时
