一种混合关键系统最早截止期限优先能耗优化方法

摘要

本发明涉及一种混合关键系统最早截止期限优先能耗优化方法，包括以下步骤:建立两个队列Q

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式系统以及混合关键系统低能耗实时调度领域，特别是指一种混合关键系统最早截止期限优先能耗优化方法。

背景技术

混合关键系统是指将多个不同层次的应用集成到同一个共享平台，不同层次应用对系统的要求不一样。例如飞机控制系统的标准DO-178C包含五个关键层次{A,B,C,D,E}，A是最高关键层次，错过截止期限会带来致命的灾难，E是最低关键层次。对于混合关键系统而言，不仅要确保系统能够正确输出结果，而且要确保任务在其规定的时间内完成执行。

能耗对于混合关键系统而言非常重要，尤其是以电池供电的无人机系统。降低能耗不仅能够提高系统的稳定性、可靠性，而且可以提高电池的续航能力，降低产品的生产成本，提高产品的竞争力。此外，在“碳达峰，碳中和”的背景下，能耗问题更为重要。

常用的混合关键系统的调度算法如EDF-VD只针对隐性的任务集有效，对于限制截止期限的任务集而言，EDF-VD的调度可行性就大打折扣，导致系统利用率大大的降低。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种混合关键系统最早截止期限优先能耗优化方法，可行性更高，能耗更低，且能够满足混合关键系统的调度需求。

本发明采用如下技术方案：

一种混合关键系统最早截止期限优先能耗优化方法，包括：

建立两个队列Q

计算最高优先级低关键层次任务τ

根据最早截止期限优先算法的可行性，确定系统在低模式和高模式调度可行的充分条件；

由调度可行的充分条件，计算系统的能耗优化调度速度S

具体地，建立两个队列Q

混合关键系统由n个相互独立混合关键周期任务模型Γ＝{τ

假如τ

具体地，计算最高优先级低关键层次任务τ

最高优先级低关键层次任务τ

其中，d

具体地，根据最早截止期限优先算法的可行性，确定系统在低模式和高模式调度可行的充分条件，具体包括：

最早截止期限优先算法的调度可行性的充分条件就是系统利用率小于或等于1；因此，系统在低模式调度可行的充分条件由下式给出：

其中，

其中，

具体地，由调度可行的充分条件，计算系统的能耗优化调度速度S

系统能耗优化的速度S

S

其中，

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明提出一种混合关键系统最早截止期限优先能耗优化方法，包括：建立两个队列Q

(2)本发明提供的方法，混合关键系统能耗的降低，可以降低产品的生产成本，延长设备的使用时间，减少电池的更换周期。

附图说明

图1为本发明实施例提供的流程图示意图；

图2为本发明实施例提供的可行性仿真实验结果图；

图3为本发明实施例提供的能耗仿真实验结果图。

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。

具体实施方式

参见图1所示，本发明的一种混合关键系统最早截止期限优先能耗优化方法，包括如下步骤：

步骤101：建立两个队列Q

混合关键系统由n个相互独立混合关键周期任务模型Γ＝{τ

步骤102：计算最高优先级低关键层次任务τ

最高优先级低关键层次任务τ

其中，d

其中，

步骤103：根据最早截止期限优先算法的可行性，确定系统在低模式和高模式调度可行的充分条件。

最早截止期限优先算法的调度可行性的充分条件就是系统利用率小于或等于1；因此，系统在低模式调度可行的充分条件由下式给出：

其中，

其中，C

系统在高模式调度可行的充分条件由下式给出：

其中，

其中，C

步骤104：由调度可行的充分条件，计算系统的能耗优化调度速度S

系统能耗优化的速度S

S

其中，

其中，C

系统开始时处于低模式，所有任务以S

在实验中考虑飞行控制系统的任务集，该任务集包含11个任务，其中7个是高关键层次任务，4个是低关键层次任务。任务的周期在区间[100,5000]中随机选择；高关键层次任务τ

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。