嵌入式系統(tǒng)實(shí)時(shí)節(jié)能調(diào)度算法研究.pdf

1、隨著云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)的興起，嵌入式系統(tǒng)迅速普及，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。嵌入式系統(tǒng)在實(shí)時(shí)與節(jié)能方面有著嚴(yán)格的要求，但目前市場(chǎng)上的商業(yè)嵌入式操作系統(tǒng)定價(jià)過高，源代碼不開放致使企業(yè)無法擁有關(guān)鍵技術(shù)，使得Linux這個(gè)免費(fèi)且源代碼公開的操作系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用成了較為理想的選擇。但Linux操作系統(tǒng)是一個(gè)通用的操作系統(tǒng)，在實(shí)時(shí)性方面存在不足，如何有效增強(qiáng)其實(shí)時(shí)性是目前需要解決的重點(diǎn)難點(diǎn)，目前主要的解決方案是采用實(shí)時(shí)補(bǔ)丁和微內(nèi)核RTAI。與此同時(shí)，嵌

2、入式設(shè)備便攜式的特點(diǎn)限制了大部分都是自帶移動(dòng)電源，因此對(duì)增加系統(tǒng)的續(xù)航能力減少能耗也提出了新的要求。
　　 本文研究了嵌入式系統(tǒng)微內(nèi)核RTAI的實(shí)時(shí)性問題，進(jìn)而對(duì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)中使用GRAPM算法的可靠性節(jié)能問題進(jìn)行了深入探討。具體工作如下:
　　 (1)針對(duì)微內(nèi)核RTAI中使用改進(jìn)后的RMS算法在任務(wù)過多時(shí)實(shí)時(shí)響應(yīng)不足的問題，提出了一個(gè)新的調(diào)度算法EIC-CFS，提高了系統(tǒng)對(duì)任務(wù)的實(shí)時(shí)響應(yīng)性能。算法的主要思想是:引入CFS(

3、Completely Fair Scheduler)算法使RMS公平地對(duì)待每一個(gè)任務(wù)，通過縮短CPU時(shí)鐘周期的長(zhǎng)度，以容納更多的任務(wù)，當(dāng)任務(wù)數(shù)超過所設(shè)定值時(shí)，則根據(jù)所設(shè)定的一個(gè)標(biāo)志值SCHED_NOW決定其是否放入下一輪調(diào)用，來限制處理器周期的自動(dòng)增長(zhǎng)速度，增強(qiáng)了系統(tǒng)對(duì)任務(wù)的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力。
　　 (2)在實(shí)時(shí)性算法的基礎(chǔ)上，針對(duì)可靠性節(jié)能算法GRAPM算法在小任務(wù)增多時(shí)，容易導(dǎo)致任務(wù)在不同處理器上來回遷移，加重系統(tǒng)上下文切換，引