[發明專利]一種基于概率模型混合關鍵任務能耗優化調度方法

有效

• 申請號: 202011609560.9
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112633589B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 張憶文
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06F17/18
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;王婷婷

1.一種基于概率模型混合關鍵任務能耗優化調度方法，其特征在于，包括：

建立基于概率的混合關鍵任務調度模型；

利用模式轉化的概率計算任務低模式下最壞情況下的執行時間；

利用任務低模式下最壞情況下的執行時間以及系統調度的可行性條件，分別計算低關鍵層次任務速度S_LO和高關鍵層次任務速度S_HI；

用任務的執行時間的概率模型推導出能耗的概率模型；

找出高關鍵層次任務在高模式的執行概率，使系統平均能耗最低；

所述建立基于概率的混合關鍵任務調度模型，包括：

考慮單處理器系統包含n個相互獨立混合關鍵周期任務模型Γ＝{τ₁,τ₂,…,τ_n}，混合關鍵周期任務，τ_i，1≤i≤n,i為整數，由(T_i,D_i,L_i,C_i(LO),C_i(HI)，PET_i)表示，其中T_i和D_i分別是τ_i的周期和相對截止期限；L_i是τ_i的關鍵層次，值為表示低關鍵層次任務LO或者表示高關鍵層次任務HI；C_i(LO)和C_i(HI)分別是τ_i在低模式和高模式下的最壞情況下的執行時間，PET_i是任務τ_i的歷史執行時間信息，由3×k矩陣表示：

其中，C_l表示任務τ_i在最大處理器速度下的執行時間，其中1≤l≤k；f_i(C_l)和F_i(C_l)分別表示執行時間為C_l的概率密度函數以及經驗分布函數；混合關鍵系統存在三種模式，低模式，高模式以及轉換模式；所謂的低模式是指所有的高關鍵層次混合關鍵周期任務τ_i完成執行時，其執行時間不超過C_i(LO)；所謂的高模式是只允許高關鍵層次混合關鍵周期任務τ_i完成執行；所謂的轉換模式是指高關鍵層次任務周期任務τ_i其執行時間超過C_i(LO)且在其完成執行的這段時間；如果混合關鍵周期任務τ_i為低關鍵層次任務，則C_i(HI)＝C_i(LO)；如果混合關鍵周期任務τ_i為高關鍵層次任務，則C_i(HI)＞C_i(LO)；任務集利用搶占式固定優先級策略調度；

利用模式轉化的概率計算任務低模式下最壞情況下的執行時間，具體包括：

混合關鍵周期任務τ_i低模式下的最壞情況下的執行時間，由下式計算：

其中，是在分布下經驗分布函數的逆函數，P^LO→HI是系統模式轉化的概率，代表在不同模式下的時間分布，W∈{LO,HI,TR}；LO，HI，TR分別代表低模式，高模式以及轉換模式；任務τ_i在低模式下的執行時間分布由下式給出：

其中⊙表示矩陣的Hadamard積，x表示C_i(LO)在PET_i中的列數，T_x表示將3×k的矩陣截斷為3×x的矩陣，后面多余的列移除，S_LO是低關鍵層次任務速度；

任務τ_i在轉換模式下的執行時間分布由下式給出：

其中K＝C_i(LO)/S_LO-C_i(LO)，T′_x表示將3×k的矩陣截斷為3×(k-x)的矩陣，前面多余的列移除；

任務τ_i在高模式下的執行時間分布由下式給出：

其中，S_HI是高關鍵層次任務的速度。