[發明專利]一種嵌入式虛擬機的實時調度系統

無效

• 申請號: 201110410689.1
• 申請日: 2011-12-12
• 公開（公告）號: CN102541651A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 金海;謝夏;曹杰;曹文治;柯西江;王希斌;岑文峰;趙璐
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/455
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

1.一種嵌入式虛擬機的實時調度系統，其特征在于，該系統包括位于各VM內的時間同步和預約模塊(1C)、任務信息更新調度觸發模塊(2C)、任務資源監控調度觸發模塊(3C)、操作系統內部調度模塊(4C)，它們負責在各個VM中收集信息并且實時觸發VMM進行信息更新和調度；此外還包括位于VMM內的計時器模塊(1S)、任務信息收集模塊(2S)、資源回收模塊(3S)和任務調度模塊(4S)，它們分別對于各個VM中的4個客戶端模塊，對各個VM的任務信息進行統計管理，并最終通過任務調度模塊(4S)做出VMM層調度最終決策，并且監督各個VM操作系統內部的實時調度過程。

2.根據權利要求1所述的實時調度系統，其特征在于，時間同步和預約模塊(1C)用于實現各VM和VMM的時鐘同步，以便進行全局時鐘的時間驅動任務調度；同時當有時間驅動任務輸入時，時間同步和預約模塊(1C)還根據該時間驅動任務的時間要求，并且發出時間預約請求給計時器模塊(1S)，發出任務更新請求到任務信息更新調度觸發模塊(2C)。

3.根據權利要求1或2所述的實時調度系統，其特征在于，

任務信息更新調度觸發模塊(2C)用于接收時間同步與預約模塊(1C)的任務信息更新請求和外部事件驅動任務請求，并計算VM中位于SharedInfo結構中的任務信息塊內容，輸出Hypercall觸發任務信息收集模塊(2S)從SharedInfo結構中收集該VM中的任務信息，從而實現VMM對VM中的事件驅動和時間驅動的任務感知。

4.根據權利要求1或2所述的實時調度系統，其特征在于，

任務資源監控調度觸發模塊(3C)，以系統中任務銷毀事件作為輸入，通過對該事件及時響應，更新位于SharedInfo結構中的任務信息，并輸出Hypercall通知任務信息收集模塊(2S)進行任務信息收集分析，進而引發重新調度，從而解決任務信息更新調度觸發模塊(2C)中WCET估算不精確導致的時間片浪費問題。

5.根據權利要求1或2所述的實時調度系統，其特征在于，操作系統內部調度模塊(4C)主要承擔操作系統內部的任務調度的任務，該模塊由任務調度模塊(4S)的VCPU調度觸發，當操作系統內部調度模塊(4C)所在虛擬機進入運行狀態時，該模塊將能按照全局優先級，以及內部系統調用的搶占實現對VM操作系統的任務進行優先級搶占調度。

6.根據權利要求1或2所述的實時調度系統，其特征在于，計時器模塊(1S)通過SharedInfo信息塊與運行中的VM時間同步，并用于向任務調度模塊(4S)輸出重新調度請求。

7.根據權利要求3或4所述的實時調度系統，其特征在于，

任務信息收集模塊(2S)用于收集任務信息，任務信息收集模塊(2S)在任務信息更新調度觸發模塊(2C)和任務資源監控調度觸發模塊(3C)向其發送任務信息收集Hypercall時，用于對各VM中的任務進行收集；此外，任務信息收集模塊(2S)在接收到資源回收模塊(3S)的更新請求時，對任務信息塊中下次調度時間和閾值的最新計算值進行更新。

8.根據權利要求1或2所述的實時調度系統，其特征在于，資源回收模塊(3S)利用任務信息收集模塊(2S)更新得到的下次調度時間和閾值，計算不重新調度情況下所取得的平均收益與花費dt時間進行重新調度情況下所獲得的收益進行比較，重新計算最新資源回收閾值，以便資源回收時避免沒有任何增益的重新調度，dt為預測試出的XenARM的一次調度和中斷處理延遲最長時間和。

9.根據權利要求1或2所述的實時調度系統，其特征在于，任務調度模塊(4S)用于接收重新調度請求，檢測是否需要重新調度，以將多余的時間片分給其他優先級更高或者即將有時間驅動任務的VM運行；若需要重新調度，針對全局任務信息結合響應比優先和EDF算法進行第一層VM調度后，使得各VM開始調度運行，進而使得VM內部的操作系統內部調度模塊(4C)開始第二層調度，并觸發資源回收模塊(3S)結合全局任務信息對資源回收閾值進行重新計算和更新。