[发明专利]实时嵌入式系统EDF低功耗调度的MSR方法

摘要

本发明公开了一种实时嵌入式系统EDF低功耗调度的MSR方法。提供了一种新的方法和技术用来解决并实时嵌入式系统中EDF低功耗调度的问题。该发明基于一个EDF的任务模型，采用EDF调度方法确保调度的实时性。本发明通过采用离线最高需求频率确定方法确定任务在保证实时性的情况下，运行需要的最高处理器频率。然后在运行的过程中利用实时动态调频调压技术，调整处理器电压频率，达到低功耗调度的目的。

主权项

1.一种实时嵌入式系统EDF低功耗调度的MSR方法，其特征在于：1)EDF实时调度任务模型：EDF实时调度任务模型采用最早截止期最先调度的方法对任务调度；在EDF实时调度模型中，每个任务Ti需要采用三个参数表示：任务到达时间、任务最坏执行时间Ci、任务完成的最终期限Di，其中i为任务的编号；在本EDF实时调度模型中规定任务集{T1，...TN}是在调度之前已经确定的，即任务数N是确定的、任务集中所有任务到达时间均为0；任务集中任务最坏执行时间C的单位为时钟数cycles；任务集中每个任务完成的最终期限D的单位为毫秒ms；根据EDF实时模型的调度方法，任务集将按照每个任务的最终期限D排列；即当任务的编号i小于任务编号j时任务Ti的最终期限Di小于任务Ti的最终期限Di；2)任务模型扩展本发明在EDF实时调度任务模型的基础上为每个任务Ti添加了两个参数：处理器利用率ui、处理器最大频率需求fi；其中fi被初始化为处理器支持的最大频率fmax；3)任务Ti处理器利用率ui计算任务集中每个任务Ti处理器利用率ui通过一个离线的遍历过程完成，每个任务Ti处理器利用率ui的计算公式如下：$u_i=\underset{0<j\le i}{\Sigma }\frac{C_j/f_j}{D_j-\sigma }$ 其中i为任务在任务集中的编号，ui为任务Ti处理器利用率，Cj为任务Tj最坏执行时间，单位为时钟数，fj为任务Tj处理器最大频率需求，Dj为任务Tj任务完成的最终期限，σ为时间逝去参数，初始化为0；4)时间逝去参数σ更新时间参数σ用来控制处理器剩余计算能力，初始值为0；当任务集中每个任务的处理器利用率通过第一遍遍历计算完成后，从任务集中，挑选出处理器利用率最大的任务Tp，把任务Tp的任务完成最终期限Dp赋值给σ，坐位下次遍历中计算处理器利用率的新时间逝去参数；5)任务Ti处理器最大频率需求fi计算任务Ti的处理器最大频率需求fi通过处理器最大频率需求计算方法MSR方法计算，如下公式所示：fi＝fmax×ui 其中i为任务在任务集中的编号，fmax是处理器支持的最大频率，ui为任务Ti处理器利用率；6)处理器利用率离线遍历过程的循环控制任务集中每个任务Ti处理器利用率ui通过一个离线的遍历过程完成，这个遍历过程不是一次遍历，而是通过多次多遍的遍历完成的；每次遍历的任务数是不一样的；本发明通过一个循环控制参数q来控制每次遍历的任务数和任务范围，q在第一次遍历之前被初始化为1；在每一遍遍历计算完成后，从任务集中，挑选出处理器利用率最大的任务Tp，把任务Tp的任务编号p赋值给q作为新的循环控制参数；每次遍历过程中，通过更新的循环控制参数和时间逝去参数σ来计算每个任务新的处理器利用率和处理器最大频率需求；7)处理器动态频率设置当任务Ti被EDF调度方法调度到处理器上执行时，调度方法根据Ti的处理器最大频率需求fi动态设置处理器的运行时频率，达到节能的目的。