[發(fā)明專利]一種適用于數(shù)控系統(tǒng)的低功耗調(diào)度方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410653044.4
• 申請(qǐng)日: 2014-11-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105677449B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭銳鋒;鄧昌義;張憶文;劉嫻;王鴻亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)計(jì)算技術(shù)研究所有限公司
• 主分類號(hào): G06F9/46
• 分類號(hào): G06F9/46;G06F11/07
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 徐麗

本發(fā)明涉及實(shí)時(shí)系統(tǒng)領(lǐng)域任務(wù)的實(shí)時(shí)調(diào)度，具體的說(shuō)是一種適用于數(shù)控系統(tǒng)的低功耗調(diào)度方法。本發(fā)明在任務(wù)集調(diào)度之前，第一階段計(jì)算關(guān)鍵速度。第二階段在保證任務(wù)實(shí)時(shí)性前提下，通過(guò)延遲函數(shù)計(jì)算每個(gè)任務(wù)的執(zhí)行速度，如果速度大于關(guān)鍵速度，則按照此速度執(zhí)行，否則，任務(wù)使用關(guān)鍵速度執(zhí)行任務(wù)，出現(xiàn)空閑時(shí)間時(shí)，通過(guò)空閑時(shí)間的比較，確定處理器進(jìn)入空閑狀態(tài)或者休眠狀態(tài)。采用本發(fā)明方法，充分利用系統(tǒng)的空閑時(shí)間，降低處理器的運(yùn)行速度，比現(xiàn)有的低功耗調(diào)度方法平均節(jié)約18.06％的能耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及實(shí)時(shí)系統(tǒng)領(lǐng)域周期任務(wù)的實(shí)時(shí)調(diào)度，具體的說(shuō)是一種適用于數(shù)控系統(tǒng)的低功耗調(diào)度方法。

背景技術(shù)

納米技術(shù)制造工藝的不斷發(fā)展，使得處理器的性能不斷提高，但能耗也日益凸顯，低功耗設(shè)計(jì)逐漸成為嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要問(wèn)題。伴隨著集成電路規(guī)模的飛速發(fā)展，集成電路中靜態(tài)能耗在總功耗中比重越來(lái)越大。影響整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。數(shù)控系統(tǒng)是一種硬實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)，不僅要確保任務(wù)的實(shí)時(shí)性、可靠性，而且要降低處理器的能耗。

為了減少因泄露電流所產(chǎn)生的靜態(tài)能耗，處理器可以利用動(dòng)態(tài)電源管理(DPM)技術(shù)進(jìn)入睡眠狀態(tài)(又稱關(guān)閉)來(lái)降低處理器靜態(tài)能耗。DVS技術(shù)是在保證任務(wù)不錯(cuò)過(guò)截止期限的情況下，利用空閑時(shí)間調(diào)節(jié)處理器的運(yùn)行速度。

現(xiàn)有的周期性任務(wù)的節(jié)能調(diào)度方法，在保證每個(gè)將要執(zhí)行的任務(wù)都滿足截止期的同時(shí)，該方法利用對(duì)將要執(zhí)行的任務(wù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，推測(cè)任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間，盡可能降低處理器速度，推遲任務(wù)的執(zhí)行。但是忽略了靜態(tài)功耗以及處理器狀態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)銷。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有低功耗調(diào)度方法的不足之處，本發(fā)明提出了一種適用于數(shù)控系統(tǒng)的低功耗調(diào)度方法

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種適用于數(shù)控系統(tǒng)的低功耗調(diào)度方法，包括以下步驟：

在t＝0時(shí)刻，所有任務(wù)同時(shí)釋放，計(jì)算離線狀態(tài)的關(guān)鍵速度；

當(dāng)有新任務(wù)到達(dá)時(shí)，設(shè)置其中，為任務(wù)執(zhí)行過(guò)程剩余的時(shí)間，C_i為所述新任務(wù)T_i最壞情況下的執(zhí)行時(shí)間；

當(dāng)有任務(wù)完成時(shí)，設(shè)置該任務(wù)的C_left＝0；如果有其他新任務(wù)到達(dá)，選擇當(dāng)前要執(zhí)行的任務(wù)，設(shè)置當(dāng)前要執(zhí)行的任務(wù)的運(yùn)行速度，如果當(dāng)前要執(zhí)行的任務(wù)的運(yùn)行速度小于關(guān)鍵速度，則設(shè)置當(dāng)前要執(zhí)行的任務(wù)的運(yùn)行速度為關(guān)鍵速度；否則，保持當(dāng)前要執(zhí)行的任務(wù)的運(yùn)行速度值不變；如果沒(méi)有新任務(wù)到達(dá)，計(jì)算處理器無(wú)任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間t_idle；

在到達(dá)的新任務(wù)中選擇一個(gè)任務(wù)執(zhí)行，在該任務(wù)的執(zhí)行過(guò)程中，其不斷減少；

如果處理器無(wú)任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間大于t_θ，則利用DPM技術(shù)將處理器進(jìn)入休眠狀態(tài)；否則，處理器以關(guān)鍵速度運(yùn)行；其中，t_θ為處理器無(wú)任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)下所產(chǎn)生的最小空閑時(shí)間。

所述當(dāng)前要執(zhí)行的任務(wù)的運(yùn)行速度，通過(guò)以下步驟計(jì)算：

首先計(jì)算所有任務(wù)的總利用率：U＝C₁/P₁+...+C_n/P_n，其中，C₁...+C_n為對(duì)應(yīng)新任務(wù)最壞情況下的執(zhí)行時(shí)間，P₁...P_n為對(duì)應(yīng)任務(wù)的周期；

然后遍歷任務(wù)集中的所有任務(wù),T_i∈{T₁,...,T_n|P₁≥…≥P_n}，其中任務(wù)集按照截止時(shí)間逆序排列，截止時(shí)間越長(zhǎng)，排序越靠前；

對(duì)任務(wù)的利用率進(jìn)行更新操作：U＝U-C_i/P_i；

設(shè)置任務(wù)剩余執(zhí)行時(shí)間：