基于RTESIDDVL建模语言的实时嵌入式系统动态可调度性分析方法优化与工具实现
发布时间：2020-11-05 19:27
随着计算机微内核技术的高速发展,越来越多的行业领域对操作系统提出了实时性要求。实时系统基于相关的任务调度策略来满足其时间约束和可预见性约束,因此需要设计相应的调度分析方法来验证实时任务集的可调度性。本文针对动态优先级分配的调度策略,研究并改进了与其相关的可调度性分析方法:对于包含任务调度器执行开销和任务不可抢占的情况,重新定义了可调度性分析方法中相关参数的计算方式,并通过实验验证了在包含调度器执行消耗和任务不可抢占情况下,改进后的可调度性分析方法的有效性。不同的调度策略下的实时任务集需要一个统一的可调度性分析工具进行验证。本文通过分析基于RTESIDDVL建模语言的可调度性分析工具所需要的功能需求和接口需求,提出了可调度性分析模型SAM和针对不同优先级分配调度策略的可调度性验证功能,并依据相关需求设计和实现了可调度性分析工具。可调度性分析工具通过读取实时任务集的RTESIDDVL模型,将其转换为可调度性分析模型,再根据任务所应用的调度策略进行可调度性分析:针对静态优先级分配调度策略基于已有方法来验证任务的可调度性,针对动态优先级分配策略则基于本文改进后的方法来验证任务的可调度性。最后,本文选取星务管理软件关键任务对可调度性分析工具进行了验证。通过分析星务管理软件关键任务的可调度性验证需求,基于RTESIDDVL语言对功能模块和关键任务进行建模,利用可调度性分析工具分别基于固定优先级调度策略和动态优先级调度策略对关键任务模型执行了可调度性分析。本文新颖之处在于研究并改进了现有动态优先级分配策略的可调度性分析方法,设计和实现了基于RTESIDDVL建模语言的面向多调度策略的可调度性分析工具,并通过对星务管理软件关键任务建模完成了相关验证工作。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP311.52;TP316
【部分图文】：
第４章ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ可调度性分析工具需求分析??为了应用优化后的动态优先级可调度性分析方法，同时也为了面向多种调度??策略提供可调度性分析工具，需要设计并实现相应的可调度性分析工具。考虑到??ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ完善的建模能力和发展前景，可调度性分析工具将以ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ??建模语言为依托。本章分析了?ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ可调度性分析工具的所需要的功能需??求和接口需求，给出其相应的需求规定。参考现有可调度性分析工具的优势和不??足，可知本文设计的ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ可调度性分析工具在制定其需求规定时需要满??足以下目标：??（１）在应用领域方面具有广普性；??（２）针对固定优先级分配策略的可调度性分析功能只考虑最坏情况；??（３）针对动态优先级分配策略的可调度性分析功能基于ＥＤＦ调度策略对??任意时间间隔内ＣＰＵ占用时间进行分析来实现。???
模型转换功能将输入的ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ系统模型转换为可调度性分析模型。可??调度性分析模型（Ｓｈｅｄｕｌａｂｉｌｉｔｙ?Ａｎａｌｙｓｉｓ?Ｍｏｄｅｌ，ＳＡＭ）包含系统信息模型、实??时任务模型、共享资源模型和任务调度器模型，如图４－２所示。系统信息模型包??含调度策略属性、任务可抢占性属性、共享资源属性、任务调度器属性、实时任??务集属性；任务模型包含周期属性、最大运行开销属性、最后期限属性、释放抖??动属性、共享资源占用属性、优先级属性：共享资源模型包含关联任务属性？，任，：??务调度器模型包含执行时间属性和系统时钟周期属性。模型转换功能需要实现??ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ任务／子任务模型到ＳＡＭ任务模型的转换和ＳＡＭ系统信息模型的生??成。在模型转换前，还需要对ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ系统模型中的任务进行筛选工作，原??因在于一些任务会包含若千子任务，在系统实际运行时，任务的实现均是通过其??子任务的调度来完成，可调度性分析只需要考虑其子任务对实时调度造成的影响??即可。因此，模型转换功能包含三个子功能：ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ任务模型筛选功能、??ＳＡＭ任务模型转换功能和ＳＡＭ系统信息模型生成功能。??１．?ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ任务模型筛选功能??筛除包含子任务的ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ任务模型，在需要转换的集合中只保留其子??任务。??２．?ＳＡＭ任务模型转换功能??当ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ任务／子任务模型包含ＳＡＭ任务模型中的属性时，直接将这??些属性和属性值生成到ＳＡＭ任务模型中
RTESIDDVL可调度性分析工具技术路线图
【参考文献】
本文编号：2872080
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP311.52;TP316
【部分图文】：
第４章ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ可调度性分析工具需求分析??为了应用优化后的动态优先级可调度性分析方法，同时也为了面向多种调度??策略提供可调度性分析工具，需要设计并实现相应的可调度性分析工具。考虑到??ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ完善的建模能力和发展前景，可调度性分析工具将以ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ??建模语言为依托。本章分析了?ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ可调度性分析工具的所需要的功能需??求和接口需求，给出其相应的需求规定。参考现有可调度性分析工具的优势和不??足，可知本文设计的ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ可调度性分析工具在制定其需求规定时需要满??足以下目标：??（１）在应用领域方面具有广普性；??（２）针对固定优先级分配策略的可调度性分析功能只考虑最坏情况；??（３）针对动态优先级分配策略的可调度性分析功能基于ＥＤＦ调度策略对??任意时间间隔内ＣＰＵ占用时间进行分析来实现。???
模型转换功能将输入的ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ系统模型转换为可调度性分析模型。可??调度性分析模型（Ｓｈｅｄｕｌａｂｉｌｉｔｙ?Ａｎａｌｙｓｉｓ?Ｍｏｄｅｌ，ＳＡＭ）包含系统信息模型、实??时任务模型、共享资源模型和任务调度器模型，如图４－２所示。系统信息模型包??含调度策略属性、任务可抢占性属性、共享资源属性、任务调度器属性、实时任??务集属性；任务模型包含周期属性、最大运行开销属性、最后期限属性、释放抖??动属性、共享资源占用属性、优先级属性：共享资源模型包含关联任务属性？，任，：??务调度器模型包含执行时间属性和系统时钟周期属性。模型转换功能需要实现??ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ任务／子任务模型到ＳＡＭ任务模型的转换和ＳＡＭ系统信息模型的生??成。在模型转换前，还需要对ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ系统模型中的任务进行筛选工作，原??因在于一些任务会包含若千子任务，在系统实际运行时，任务的实现均是通过其??子任务的调度来完成，可调度性分析只需要考虑其子任务对实时调度造成的影响??即可。因此，模型转换功能包含三个子功能：ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ任务模型筛选功能、??ＳＡＭ任务模型转换功能和ＳＡＭ系统信息模型生成功能。??１．?ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ任务模型筛选功能??筛除包含子任务的ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ任务模型，在需要转换的集合中只保留其子??任务。??２．?ＳＡＭ任务模型转换功能??当ＲＴＥＳＩＤＤＶＬ任务／子任务模型包含ＳＡＭ任务模型中的属性时，直接将这??些属性和属性值生成到ＳＡＭ任务模型中
RTESIDDVL可调度性分析工具技术路线图
【参考文献】
相关博士学位论文 前1条
1 窦强;分布式强实时系统中可调度性分析算法的研究[D];国防科学技术大学;2001年
相关硕士学位论文 前2条
1 陈磊;嵌入式实时操作系统ARTs-OS的EDF调度算法改进[D];华中科技大学;2011年
2 周炎淼;SmartOSEK IDE3.0及其模型检查和协同工作[D];浙江大学;2007年
本文编号：2872080
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