[發(fā)明專利]一種基于動態(tài)空閑時間混合關鍵周期任務的能耗優(yōu)化方法

有效

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• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110806795B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設計）人: 張憶文
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G06F1/329
• 分類號: G06F1/329;G06F1/3234;G06F9/48;G06F9/50
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;楊丹鶯

本發(fā)明公開了一種基于動態(tài)空閑時間混合關鍵周期任務的能耗優(yōu)化方法，其包括以下步驟：步驟A：利用動態(tài)優(yōu)先級策略，調度混合關鍵周期任務集；步驟B：計算周期任務統一的靜態(tài)速度S_U；步驟C：在低模式下回收已經完成執(zhí)行的高關鍵層次周期任務產生的空閑時間I_HI和所有周期任務提早完成產生的動態(tài)空閑時間I_C；步驟D：根據系統可利用空閑時間I＝I_HI+I_C計算周期任務在低模式下的速度S_L，當低模式下高關鍵層次周期任務執(zhí)行時間超過周期任務在低模式下的最壞情況下執(zhí)行時間時，進入高模式，高關鍵層次周期任務在高模式下始終以最快的處理器速度執(zhí)行，且所有低關鍵層次周期任務都被丟棄。本發(fā)明具有降低能耗等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于動態(tài)空閑時間混合關鍵周期任務的能耗優(yōu)化方法。

背景技術

實時系統不僅要求邏輯上正確，而且對時限有嚴格的要求。隨著實時系統 的發(fā)展，其廣泛應用于生產和生活中，特別是制造業(yè)、航空航天、醫(yī)療與工業(yè) 生產等；而混合關鍵系統是實時系統的一種應用典型，其在同一個平臺上滿足 不同應用層次的需求，無人機與汽車自動駕駛系統就是其典型應用；隨著處理 器技術的快速發(fā)展，其能耗越來越高，高能耗不僅影響處理器壽命和系統可靠 性，而且還增加產品的生產成本；能耗已經成為制約混合關鍵系統發(fā)展的主要 因素，因此，降低混合關鍵系統的能耗具有重要的理論意義和實際價值。

目前針對混合關鍵系統的研究側重于系統的可行性與調度可行的分析，而 對混合關鍵系統周期任務模型的能耗優(yōu)化方法的研究相對較少，僅有的少數研 究采用固定優(yōu)先級調度策略，導致系統的利用率低，不能適用于動態(tài)優(yōu)先級的 混合關鍵系統；且這些研究假設周期任務以其最壞情況下執(zhí)行時間執(zhí)行，這一 假設過于保守，不符合系統的真實情況，導致系統的能耗過高。因此，如何合 理有效地降低能耗成為一大難題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現有技術之不足，提供一種基于動態(tài)空閑時間混合 關鍵周期任務的能耗優(yōu)化方法。

本發(fā)明的有益效果是：

1、獲取并有效利用空閑時間降低周期任務在低模式的執(zhí)行速度，有效地 降低系統能耗，根據調節(jié)后的執(zhí)行速度計算執(zhí)行時間，根據執(zhí)行時間調節(jié)處理 器的速度，即舍棄低關鍵層次周期任務而以最快的速度執(zhí)行高關鍵層次周期任 務，根據任務執(zhí)行狀況合理調節(jié)速度，降低功耗，避免處理器等硬件資源的浪 費，降低生產和維護成本，延長處理器使用壽命。

2、采用虛擬截止期限策略，根據任務的絕對截止期限的大小分配任務的 優(yōu)先級，確保周期任務在其截止期限內完成執(zhí)行。

以下實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明；但本發(fā)明的一種基于動態(tài)空閑時 間混合關鍵周期任務的能耗優(yōu)化方法不局限于實施例。

具體實施方式

實施例，本發(fā)明的一種基于動態(tài)空閑時間混合關鍵周期任務的能耗優(yōu)化方 法，其包括以下步驟：

步驟A：利用動態(tài)優(yōu)先級策略，調度混合關鍵周期任務集；

所述動態(tài)優(yōu)先級策略是虛擬截止期限策略，所述虛擬截止期限策略包括在 不同模式下所述高關鍵層次任務具有不同的相對截止期限；根據任務的絕對截 止期限分配任務的優(yōu)先級；絕對截止期限越小，其優(yōu)先級越高；絕對截止期限 越大，其優(yōu)先級越低；高優(yōu)先級任務被優(yōu)先調度。

任務的絕對截止期限等于當前時刻t與其相對截止期限之和；在低模式下 低關鍵層次周期任務τ_i的相對截止期限等于T_i；高關鍵層次周期任務τ_i的相對截 止期限等于xT_i，其中x是截止期限系數，x＝1-U，U是高關鍵層次周期任務的額 外負載利用率，