[發(fā)明專利]一種面向復(fù)雜任務(wù)集的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011207054.7
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112445591A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高陽;文海;盛德衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 北京電子工程總體研究所
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/50
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝

1.一種面向復(fù)雜任務(wù)集的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，包括：顯控軟件和CPU處理器，

其中，

顯控軟件包括任務(wù)采集單元、優(yōu)先級計算單元和調(diào)度單元；

任務(wù)采集單元對顯控軟件中所有任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)進行采集，包括任務(wù)周期、相對截止期、剩余執(zhí)行時間和系統(tǒng)時間片；

優(yōu)先級計算單元根據(jù)任務(wù)采集單元獲取的任務(wù)當(dāng)前狀態(tài)更新所有任務(wù)的動態(tài)優(yōu)先級，然后對任務(wù)就緒隊列進行排序；

調(diào)度單元用于調(diào)度任務(wù)就緒隊列中具有最高優(yōu)先級的任務(wù)；

CPU處理器執(zhí)行調(diào)度單元調(diào)度的任務(wù)。

2.一種利用權(quán)利要求1所述系統(tǒng)進行任務(wù)調(diào)度的方法，其特征在于，包括：

判斷任務(wù)為硬實時周期任務(wù)還是軟實時周期任務(wù)，如果為硬實時周期任務(wù)，則根據(jù)剩余空閑時間、相對截止期和系統(tǒng)時間片三方面因素計算第一優(yōu)先級，如果為軟實時周期任務(wù)，則根據(jù)任務(wù)周期、剩余空閑時間和系統(tǒng)時間片三方面因素計算第一優(yōu)先級；

任務(wù)采集單元對顯控軟件中所有任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)進行采集，包括任務(wù)周期、相對截止期、剩余執(zhí)行時間和系統(tǒng)時間片；

優(yōu)先級計算單元根據(jù)任務(wù)采集單元獲取的任務(wù)當(dāng)前狀態(tài)更新所有任務(wù)的動態(tài)優(yōu)先級，然后對任務(wù)就緒隊列進行排序；

調(diào)度單元選取任務(wù)就緒隊列中具有最高第一優(yōu)先級的任務(wù)，同時優(yōu)先級計算單元計算該任務(wù)的第二優(yōu)先級，即搶占閾值；

CPU處理器執(zhí)行調(diào)度單元調(diào)度的任務(wù)；

當(dāng)新任務(wù)來臨或者當(dāng)前系統(tǒng)時間片執(zhí)行完畢時，優(yōu)先級計算單元重新計算并更新所有任務(wù)的第一優(yōu)先級，若存在某個任務(wù)的第一優(yōu)先級高于當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)的第一、二優(yōu)先級，則搶占當(dāng)前任務(wù)開始執(zhí)行，否則當(dāng)前任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述硬實時周期任務(wù)的第一優(yōu)先級的計算方法使用如下公式計算：

P_Hi＝P_init+(d_i-t-e_ri+D_i)/n/t_slot*P_range

其中，P_init表示硬實時周期任務(wù)的初始優(yōu)先級，d_i-t-e_ri表示任務(wù)的剩余空閑時間，D_i表示任務(wù)的相對截止期，n為調(diào)控因子，t_slot為系統(tǒng)時間片，P_range為優(yōu)先級變化范圍。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述軟實時周期任務(wù)的第一優(yōu)先級的計算方法使用如下公式計算：

P_Si＝P_init+(d_i-t-e_ri+T_i)/n/t_slot*P_range

其中，P_init表示軟實時周期任務(wù)的初始優(yōu)先級，d_i-t-e_ri表示任務(wù)的剩余空閑時間，T_i表示任務(wù)周期，n為調(diào)控因子，t_slot為系統(tǒng)時間片，P_range為優(yōu)先級變化范圍。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二優(yōu)先級的計算方法如下式所示：

其中，P_init表示用戶應(yīng)用程序的最高級，P_range表示優(yōu)先級的取值范圍，取值7，L_i表示任務(wù)當(dāng)前的剩余空閑時間，L_max表示剩余空閑時間的最大值，可以表示為任務(wù)的相對截止期與任務(wù)執(zhí)行時間之差，即L_max＝D_i-e_i，u為臨界參數(shù)，取值L_max/4。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，當(dāng)剩余空閑時間在[0,u]范圍內(nèi)時，認(rèn)為當(dāng)前任務(wù)剩余空閑時間較小，設(shè)置當(dāng)前任務(wù)的搶占閾值為最高優(yōu)先級，禁止其他任務(wù)搶占該任務(wù)；當(dāng)剩余空閑時間較大時，通過剩余空閑時間所占的比例動態(tài)計算搶占閾值。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述顯控軟件中任務(wù)就緒隊列采用單鏈表結(jié)構(gòu)，遵循先入先出原則，鏈表結(jié)點使用結(jié)構(gòu)體存儲結(jié)構(gòu)，用來存儲任務(wù)信息。