实时系统可调度性分析和仿真工具的研究与实现

发布时间：2021-03-19 17:25

　　随着嵌入式实时系统应用需求的不断增加,实时系统需要完成的功能越来越多,使得实时系统设计的复杂性也越来越大。在实时系统的特性中,实时性、稳定性、以及可靠性是其中最重要的几个特性,是衡量实时系统可用性的重要标准,而且在不同的应用领域,对这几个特性的要求的严格程度也不尽相同。尤其是在核研究、航空航天、军事等关键科技领域,对实时系统这几个特性的要求更严格。为了使得设计出的系统达到这样的要求,需要在系统设计阶段精确掌握系统中时间和资源使用状况,通过对实时系统建模,并对模型的可调度性进行分析的方式可以很好满足这样的需求。但是模型的建立和验证以及可调度性分析是一个复杂的过程,因而自动化的实时系统建模和可调度性分析工具的开发具有必要性,这也是本论文研究的目的所在。在本文中,首先通过对普通实时系统、基于ARINC653规范的分区实时系统、多处理器复杂实时系统三类实时系统的深入研究,完成三类实时系统的任务调度模型结构的设计。主要包括对普通实时系统的硬件结构、软件系统的任务结构设计、任务调度运行过程的研究,以及对ARINC653规范中的时空分区机制和两级调度机制的研究。其次,基于三类实时系统的任务调度模型的... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外的研究现状
    1.3 论文主要工作
    1.4 论文章节安排
第二章 相关技术介绍
    2.1 实时系统介绍
    2.2 三类实时系统介绍
    2.3 实时系统调度策略
    2.4 开发技术
第三章 项目需求分析和总体设计
    3.1 需求分析
        3.1.1 项目描述
        3.1.2 调度模型需求分析
        3.1.3 工具需求分析
    3.2 总体设计
        3.2.1 功能模块设计
        3.2.2 工具总体架构
    3.3 本章小结
第四章 调度模型和可调度性分析算法设计
    4.1 任务调度模型实例分析
        4.1.1 周期性任务集合特性分析
        4.1.2 可抢占和不可抢占调度模型分析
        4.1.3 基于时间事件的调度模型分析
    4.2 普通实时系统
        4.2.1 任务调度模型设计
        4.2.2 任务有限状态机状态迁移条件分析
        4.2.3 模型可调度性分析算法设计
    4.3 ARINC653分区实时系统
        4.3.1 任务调度模型设计
        4.3.2 分区级可调度性分析算法的设计
        4.3.3 任务级可调度性分析算法的设计
    4.4 多处理器复杂实时系统
        4.4.1 任务调度模型设计
        4.4.2 模型可调度性分析算法设计
    4.5 本章小结
第五章 可调度性分析工具的详细设计与实现
    5.1 模型可视化创建模块的设计与实现
        5.1.1 调度模型的实现
        5.1.2 调度模型树的设计和实现
        5.1.3 模型节点可视化编辑的设计和实现
    5.2 可调度性分析模块的实现
        5.2.1 可调度性分析算法的实现
        5.2.2 基于多线程的并发可调度性分析的设计与实现
    5.3 调度结果展示和甘特图仿真模块的设计和实现
        5.3.1 调度分析结果表格展示的设计和实现
        5.3.2 甘特图仿真模块的设计和实现
    5.4 基于XML格式的模型数据文件的导入导出的设计和实现
    5.5 工具国际化支持的设计和实现
    5.6 本章小结
第六章 实例测试和分析
    6.1 测试环境
    6.2 测试内容和测试目标
    6.3 普通实时系统实例测试和分析
        6.3.1 基于抢占的静态调度策略的实例测试
        6.3.2 基于抢占的动态调度策略的实例测试
        6.3.3 基于不可抢占的静态调度策略的实例测试
        6.3.4 基于不可抢占的动态调度策略的实例测试
        6.3.5 实验结果分析
    6.4 分区实时系统实例测试和分析
        6.4.1 分区级可调度性测试
        6.4.2 分区任务级可调度性测试
        6.4.3 实验结果分析
    6.5 多处理器复杂实时系统实例测试和分析
    6.6 本章小结
第七章 总结和展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]ARINC 653分区实时系统的主时间框架设计[J]. 谭龙华,杜承烈.  北京航空航天大学学报. 2016(11)
[2]ARINC653分区实时系统的可调度分析[J]. 谭龙华,杜承烈,雷鑫.  航空学报. 2015(11)
[3]实时系统调度算法综述[J]. 邱相存,臧洌,杨丹,董国良.  计算机与数字工程. 2014(12)
[4]带数据约束实时系统的模型检测[J]. 倪水妹,曹子宁,李心磊.  计算机科学. 2014(05)
[5]基于分区的航电系统调度分析工具实现[J]. 张永悦,云利军,孙瑜.  计算机工程. 2014(04)
[6]复杂实时系统可调度性判定工具的研究与实现[J]. 张永悦,孙瑜,李允,徐建华.  计算机工程. 2013(01)
[7]基于负载计算的多处理器全局EDF判定方法[J]. 袁野,晏立.  计算机工程. 2012(12)
[8]多处理器固定优先级算法的可调度性分析[J]. 白露,晏立.  计算机应用. 2012(03)
[9]非抢占式EDF算法下周期性任务的最小相对截止期计算[J]. 檀明,魏臻,韩江洪.  计算机应用研究. 2012(02)
[10]ARINC653分区调度算法的研究与改进[J]. 乔乃强,徐涛,谷青范.  计算机工程. 2011(20)

博士论文
[1]多处理器硬实时系统的调度算法研究[D]. 彭浩.合肥工业大学 2015

硕士论文
[1]基于Uppaal的多处理器实时系统的可调度性分析[D]. 余飞.上海交通大学 2011



本文编号：3089936