[發明專利]一種基于可變便箋式存儲器的任務分配及調度方法

有效

• 申請號: 202010058016.3
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111273865B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 蔣溢;李濟瀟;龍林波
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F9/48
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

本發明屬于計算機存儲技術領域，具體涉及一種基于可變便箋式存儲器的任務分配及調度方法，該分配方法包括使SPM動態可變；按照任務分配至DRAM、SLC和MLC中產生的不同能耗，構建出任務在不同存儲介質中的能耗模型和時延模型；基于能耗模型采用動態規劃算法，計算出在不同配置下的能耗最低的任務分配方案，并將每種配置下能耗最低的任務分配方案存放在第一數組中；基于時延模型計算當前任務分配方案中任務的執行時間，建立并遍歷第二數組；找到滿足實時性要求且能耗最低的任務分配方案，將任務分配至對應存儲介質中。本發明采用動態規劃算法結合實時性約束，在滿足任務實時性要求下使得能耗最低；優化離線任務分配以及實時任務調度。

技術領域

本發明屬于計算機存儲技術領域，具體涉及一種實時嵌入式設備中基于可變SPM的離線實時任務調度及任務分配優化方案。

背景技術

隨著物聯網的興起和通信手段的進步，嵌入式系統的應用場景大大拓展，嵌入式系統的數量快速增長，然而資源受限的嵌入式終端在系統功耗和處理性能等方面已難以滿足應用場景對終端日益增長的需求。

目前，動態隨機存取存儲器(Dynamic?Random?Access?Memory，DRAM)，靜態隨機存取存儲器(Static?Random-Access?Memory，SRAM)等傳統存儲器存在著擴展性差和靜態能耗高等問題，已然成為了嵌入式系統發展的一大阻礙。然而，新型非易失性存儲器(non-volatile?memory,NVM)的出現對嵌入式的發展產生了新的生機，新型非易失性存儲器(non-volatile?memory,NVM)具備內存的高速處理、持久化存儲、擴展性強、超低靜態功耗等優勢，有望替代傳統存儲器。

新型非易失性存儲器(Non-Volatile?Memory，NVM)的出現得到了學術界和工業界的廣泛關注，并為計算機存儲技術提供了新的解決方案。新型NVM是很有希望取代傳統存儲器件(如SRAM和DRAM)的，因為它具有集成度高、漏電功耗低、訪問速度快、非易失性等優點。由于新型存儲器件自身的屬性問題，傳統的存儲系統管理方法已不適用，需要針對新型NVM的特點優化相應的管理方法，以提高計算機系統性能和降低功耗。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于可變SPM的離線實時任務調度及任務分配優化方案，其特征在于結合新型可變非易失性存儲器的特性，實現可根據任務需求動態改變容量大小的SPM，并優化離線實時任務的調度及任務分配，在滿足任務實時性要求下使得能耗最低。

本發明解決上述技術問題所采用的方案包括：

在本發明的第一方面，本發明提出了一種基于可變便箋式存儲器的任務分配方法，包括以下步驟：

S1、將便箋式存儲器NVM中SLC存儲單元和MLC存儲單元進行互相轉換，使所述便箋式存儲器SPM動態可變；

S2、獲取任務集中每個任務的數據訪問信息，按照任務分配至不同存儲介質包括動態隨機存取存儲器DRAM、SLC存儲單元以及MLC存儲單元中所產生的不同能耗，構建出任務在不同存儲介質中的能耗模型和時延模型；

S3、基于能耗模型，采用動態規劃算法，計算出在不同種類以及不同數量的存儲介質配置下的能耗最低的任務分配方案，并將每種配置下能耗最低的任務分配方案存放在第一數組中；

S4、基于時延模型，計算出當前任務分配方案中任務的執行時間，并建立第二數組；遍歷第二數組，判斷每種任務分配方案下的任務是否滿足實時性，找到滿足實時性要求且能耗最低的任務分配方案，利用該任務分配方案將任務分配至對應存儲介質中。

在本發明的第二方面，本發明還提出了一種基于可變便箋式存儲器的任務調度方法，所述方法包括上述的基于可變便箋式存儲器的任務分配方法，利用任務分配方案將任務分配至對應存儲介質后；采用最早截止時間優先EDF調度算法，將任務按照它們的截止期限或周期進行排序，截止期限或周期越早優先級越高，對任務進行有序的調度。