[發明專利]一種數字孿生系統復雜任務高效調度系統

有效

• 申請號: 201910982816.1
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN110750345B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 鄒孝付;陶飛;程穎;戚慶林;胡天亮;楊順昆
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學;山東大學
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F15/78
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;鄧治平

1.一種數字孿生系統復雜任務高效調度系統，其特征在于，包括：

數字孿生系統復雜任務屬性定義模塊，從任務的資源占用、到達時刻、執行時間、截止時刻四個方面完成任務屬性定義，具體實現如下：

①硬件資源占用r_i：該硬件資源r_i定義了任務在FPGA上運行所需要的硬件資源大小，該硬件資源在FPGA上表現為矩形；

②到達時刻a_i：該到達時刻a_i定義了任務到達調度器等待被調度的時刻，調度器是數字孿生系統復雜任務調度雙緩存模塊中的一級緩存；

③執行時間e_i：該執行時間e_i定義了任務執行需要的時間；

④截止時刻d_i：該截止時刻d_i定義了任務在調度器中等待被調度的過程中，允許等待的最大時刻；

數字孿生系統復雜任務調度雙緩存模塊，包括：

①一級緩存：實現對分批到達任務的緩存，以便在同一時刻計算它們的調度優先級；

②二級緩存：將前次調度失敗的任務存入二級緩存，當該任務調度失敗計數滿足一定條件時，將該任務存入一級緩存進行再調度；

數字孿生系統復雜任務可調度性判斷模塊，其完成任務的調度優先級計算，并按照調度優先級高低進行任務調度，具體實現如下：

①將每個任務表示為Task_i，每個任務的調度計數表示為s_i，初始化s_i為0，其中i表示數字孿生系統復雜任務調度雙緩存模塊中一級緩存中任務的編號；

②數字孿生系統復雜任務調度雙緩存模塊中一級緩存開始接收任務，當任務數量大于等于設定值1時，開始計算一級緩存中前n個任務的調度優先級；

③將每個任務的調度優先級表示為P(Task_i,d_i,e_i,a_i,t)，其中t表示開始同時計算一級緩存中前n個任務調度優先級的時刻；P(Task_i,d_i,e_i,a_i,t)＝1/(d_i-e_i-(t-a_i))，其中t-a_i表示該任務在一級緩存中的等待時間；

④在完成一級緩存中前n個任務調度優先級的計算后，按照調度優先級高低進行排序；

⑤如果當前FPGA硬件資源滿足任務Task_i需求，將任務Task_i調度到FPGA運行，執行⑦；否則，執行⑥；

⑥當調度計數s_i小于等于設定值2時，將任務Task_i存入二級緩存，且調度計數s_i加1；否則，任務Task_i調度失敗，將其刪除，并將調度計數s_i清零；

⑦如果一級緩存中前n個任務調度完畢，則將二級緩存中調度優先級最高的任務存入一級緩存，返回②；否則，返回④。

2.如權利要求1所述的一種數字孿生系統復雜任務高效調度系統，其特征在于：

所述的系統適用于Xilinx公司Virtex-5系列FPGA芯片。