分布式实时嵌入式系统任务调度研究.pdfVIP

维普资讯 MicrocomputerApplicationsVoi．20．No．5．2004 研究与设计 微型电脑应用 2004年第20卷第5期 分布式实时嵌入式系统任务调度研究 叶 军 谢康林 摘 要 本文把分布式 系统调度分为全局调度和本地调 系统 。本文将从Linux内核分析对现有Linux的任务调度机制 度两个调度层次；为了满足 实时性能。把线程分为非时间片线 实施改进 ，以满足嵌人系统的分布性和实时性要求。 程 以及时间片线程 两类 。本文同时指 出了分布式嵌入操作 系 统的任务调度略。同时在Linux开放代码的基础上修改Linux 二、分布式系统的调度层次 内核的调度策略．初 步实现 了分布式 实时调度策略 并进行 了 测试 。 实时系统按特征分为动态实时调度和静态实时调度 。动 关键词 抢 占式高度 (非)时间片线程 全局调度 本 态实时调度是在运行期间进行调度 ；而静态实时调度是在行 地调度 动态调度 静态调度 前事先就调度好的．当一个事件发生时，运行的调度程序仅仅 到一个表中查看应该执行什么操作 。因为动态实时调度过于 一 、 引言 严格 ，因此大多数系统采用了静态实时调度 。本文的分布式高 度也是建立在静态实时调度基础上的。 随着络技术 以及和数字信息技术 的高速发展，在信息家 我们对分布式系统的调度层次分两级 ：本地调度和全局 电、医疗仪器、智能汽车 、工业控制 、通信设备各个领域 。嵌人 调度 。本地调度涉及到将一个进程分配到一个具体的处理器 式系统无处不在。随着 网络技术的飞速发展 ，在许多嵌人式应 上．而全局调度处理选择在什么地点上的哪个处理器上执行 用中，往往包含许多设备 ，譬如智能中央空调，这时分布式系 已知的进程。全局调度也称为处理机分配，全局决策必须在本 统就是实现这种系统最方便 、最现实的方法。这是因为： 地决策之前做出。 (1)时间关键 的任务放在不同的CPU 中可以更容易保证 在全局调度中，调度算法提供 了两级调度 目标 ：最优调度 满足它的死线要求 ； 方案和次优调度方案。对于最优调度算法 。调度者必须掌握竞 (2)把处理器放在设备级上更便于实现设备之间的接 争进程的状态及相关的信息。最优化可以用完成时间、资源利 口 ： 用率 、系统吞吐量或者它们之间的任何组合来衡量 。最优化方 (3)如果系统 中包含从供应商购买 的几个设备或系统 案计算在超过两个处理器的情况下 由于 NP(非多项式)困难 它们之间也含有 自己的CPu．或者还包含有通信接 口。通常不 的问题而不进行。所以常采用次优方案。次优方案分为两类 ： 可能把系统的任务放到这些设备 中。或者相反把设备的任务 近似次优方案和使用启发式方法的方案。在本系统 中。采用了 放到系统 中； 启发式方法的次优调度算法 。启发式次优调度者在整个调度 (4)使用几个小CPU 比使用一个大CPU更便宜 ； 算法 中使用启发式方法．以下是本系统中采用的启发式调度 (5)分布式 的系统能够利用本身的高度容错性使得在高 算法： 性能领域分布式系统具有得天独厚的优势 。 · 需要大量进程通信的相关进程应当位于相近的位置 ， 所 以，许多嵌人式系统利用分布式系统实现．在分布的处 最好是位于同一节点； 理机之间