Linux內(nèi)核中基于改進OLDVS算法的實時節(jié)能調(diào)度技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf_第1頁
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文檔簡介

1、近年來,能耗問題在實時系統(tǒng)領域越來越受到重視,動態(tài)電壓調(diào)節(jié)(DVS)技術(shù)現(xiàn)已成為調(diào)節(jié)處理器系統(tǒng)能耗的主要手段,并被逐步應用到實時系統(tǒng)設計中。OLDVS-AQ(Online Dynamic Voltage Scaling Assisted Queue)是利用DVS技術(shù)對實時系統(tǒng)進行節(jié)能調(diào)度的一種劃分調(diào)度算法,實現(xiàn)了在滿足實時性要求的前提下合理改變電壓、頻率以盡可能降低系統(tǒng)能耗的目標,同時還具備良好的實時性和較高的節(jié)能性,因此成為實時節(jié)能調(diào)

2、度研究領域的熱點問題之一。
  目前節(jié)能調(diào)度算法缺乏在實際實時操作系統(tǒng)中的實現(xiàn),各種算法的能耗對比僅建立在理論分析的基礎上,真實數(shù)據(jù)不足,制約了其在實時系統(tǒng)領域?qū)嶋H應用的發(fā)展。因此迫切需要一種驗證各種節(jié)能調(diào)度算法實際能耗的實時操作系統(tǒng)實驗平臺。而現(xiàn)有比較流行的LITMUSRT(Linux Testbed for Multiprocessor Scheduling in Real-Time systems)實時調(diào)度實驗平臺支持的實時

3、調(diào)度算法有限,不足以滿足這種需求。
  本文在集成Litmus2012-2內(nèi)核補丁的Linux3.0.0版本內(nèi)核基礎上,開發(fā)了可有效支持OLDVS-AQ實時調(diào)度策略的內(nèi)核調(diào)度器。研究并實現(xiàn)了實時任務運行時的進程之間搶占功能,實時任務不同狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換功能,對待調(diào)度進程的CPU頻率動態(tài)調(diào)節(jié)功能以及對實時任務進程全生命周期內(nèi)動態(tài)優(yōu)先級隊列的高效管理功能。本文還改造了OLDVS-AQ算法模型以適應真實的CPU處理器調(diào)節(jié)模式,設計了輔助隊

4、列用于對待調(diào)度進程CPU頻率進行計算。同時本文還開發(fā)了一個高效的實時應用程序用于在本文設計的OLDVS-AQ調(diào)度器以及固定頻率的EDF調(diào)度器上穩(wěn)定地執(zhí)行以便于內(nèi)核能夠記錄各個實時任務進程的調(diào)度執(zhí)行情況。大量的測試結(jié)果與實時任務對比調(diào)度實驗驗證了OLDVS-AQ實時調(diào)度器調(diào)度實時任務進程的正確性、有效性與節(jié)能性。本文的工作將更加有利于實時節(jié)能調(diào)度算法的節(jié)能分析與比較,并且為更加深入開展動態(tài)電壓調(diào)節(jié)實時節(jié)能調(diào)度策略的應用研究提供有益的技術(shù)儲

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