基于图的实时任务模型的可调度性分析与性能优化技术研究
发布时间：2022-10-27 21:08
近年来,嵌入式实时系统已经广泛应用于航空、航天、船舶制造、汽车、火车、工业控制、家电控制等多个重要领域。一方面,现代控制系统的自动化、电气化、数字化和智能化程度不断提高;另一方面,对系统的安全性、稳定性、舒适性等功能和性能的要求变得越来越严格。这些变化要求实时系统提供更加强大的支撑能力。因此,对实时系统的可预测性和应用性能提出了越来越严苛的要求。论文对实时任务模型的可调度性分析和性能优化技术进行了探索和研究,主要研究内容包括以下四个方面:（1）有向图实时任务模型的可调度性分析作为多种实时任务模型的严格扩展,有向图实时任务模型为现实世界中的实时应用提供了更强的表达能力,并且能够支持形式化研究时间约束问题。然而,具有任意时限特性的有向图实时任务的可调度性分析方法尚未提出。同时,目前也不存在相干限定函数的高效计算方法。为了进一步研究和优化有向图实时任务模型的可调度性分析问题,论文为任意时限的有向图实时任务模型提出了严格和近似的响应时间分析方法。基于极大加代数的理论结果,证明了相干限定函数是线性周期的,即该函数可以通过有限的非周期性部分和无限重复的周期性部分表示,从而使得相干限定函数的计算独立...
【文章页数】：178 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号列表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 实时系统简介
1.2.1 实时系统的主要特点
1.2.2 实时系统的基本概念
1.2.3 实时操作系统
1.3 论文主要工作及创新点
1.4 论文结构
第二章 实时系统可调度性分析研究综述
2.1 典型的实时任务模型
2.1.1 周期性和偶发性任务模型
2.1.2 多帧任务模型
2.1.3 广义多帧任务模型
2.1.4 无环广义多帧任务模型
2.1.5 重复分支、重复实时和无环重复实时任务模型
2.2 有向图实时任务模型
2.3 同步有限状态机任务模型
2.4 自适应变化速率任务模型
第三章 有向图实时任务模型的可调度性分析研究
3.1 引言
3.2 有向图实时任务模型
3.3 基于负载函数的响应时间分析
3.3.1 负载函数
3.3.2 帧分离特性下的响应时间分析
3.3.3 任意时限特性下的响应时间分析
3.4 确定ibf的线性周期
3.4.1 任务图转换
3.4.2 ibf的周期性
3.4.3 计算强连通任务有向图的周期参数
3.5 基于ibf的线性上界的响应时间上界
3.6 实验评估
3.6.1 线性周期特性导致的计算效率提高
3.6.2 近似响应时间评估
3.7 本章小结
第四章 同步有限状态机任务模型的可调度性分析研究
4.1 引言
4.2 有限状态机
4.3 基于有向图实时任务模型的可调度性分析
4.3.1 基于带有动作的有向图模拟FSM
4.3.2 基于带有动作实例的有向图模拟FSM
4.3.3 RBF,IBF和 DBF的比较
4.3.4 有向图实时任务的执行矩阵
4.4 严格响应时间分析
4.5 同步FSM的可调度性问题的复杂性
4.5.1 有向图实时任务模型的可调度性问题的复杂性
4.5.2 从有向图实时任务到FSM的伪多项式时间归约
4.6 基于RBF和 IBF的近似响应时间分析
4.6.1 近似分析
4.6.2 支配关系和加速因子
4.7 计算RBF和 IBF函数的方法
4.7.1 执行请求矩阵
4.7.2 极大加代数和周期矩阵幂序列
4.7.3 rbf[s,f)的计算
4.8 实验结果
4.8.1 严格分析方法
4.8.2 近似分析方法
4.8.3 利用周期性的长繁忙周期的分析
4.8.4 可扩展性
4.9 本章小结
第五章 动态自适应变化速率任务模型的可调度性分析研究
5.1 引言
5.2 系统模型
5.3 周期性任务的可调度性分析
5.3.1 从d AVR到 d DRT的转换方法
5.3.2 转换方法的安全性和悲观性
5.3.3 发现关键dDRT任务实例序列
5.4 动态AVR任务的可调度性分析
5.5 实验评估
5.6 本章小结
第六章 动态自适应变化速率任务模型的性能优化研究
6.1 引言
6.2 动态自适应变化速率任务模型的分析方法具有限定的悲观性
6.3 基于动态切换转速重配的发动机性能优化
6.3.1 问题定义
6.3.2 优化算法
6.4 实验评估
6.4.1 随机任务系统生成
6.4.2 案例研究
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 论文工作总结
7.2 课题研究展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
【参考文献】：
博士论文
[1]嵌入式实时系统通信机制与优化技术研究[D]. 韩岗.国防科学技术大学 2013
本文编号：3697216
【文章页数】：178 页
【学位级别】：博士
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摘要
ABSTRACT
符号列表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 实时系统简介
1.2.1 实时系统的主要特点
1.2.2 实时系统的基本概念
1.2.3 实时操作系统
1.3 论文主要工作及创新点
1.4 论文结构
第二章 实时系统可调度性分析研究综述
2.1 典型的实时任务模型
2.1.1 周期性和偶发性任务模型
2.1.2 多帧任务模型
2.1.3 广义多帧任务模型
2.1.4 无环广义多帧任务模型
2.1.5 重复分支、重复实时和无环重复实时任务模型
2.2 有向图实时任务模型
2.3 同步有限状态机任务模型
2.4 自适应变化速率任务模型
第三章 有向图实时任务模型的可调度性分析研究
3.1 引言
3.2 有向图实时任务模型
3.3 基于负载函数的响应时间分析
3.3.1 负载函数
3.3.2 帧分离特性下的响应时间分析
3.3.3 任意时限特性下的响应时间分析
3.4 确定ibf的线性周期
3.4.1 任务图转换
3.4.2 ibf的周期性
3.4.3 计算强连通任务有向图的周期参数
3.5 基于ibf的线性上界的响应时间上界
3.6 实验评估
3.6.1 线性周期特性导致的计算效率提高
3.6.2 近似响应时间评估
3.7 本章小结
第四章 同步有限状态机任务模型的可调度性分析研究
4.1 引言
4.2 有限状态机
4.3 基于有向图实时任务模型的可调度性分析
4.3.1 基于带有动作的有向图模拟FSM
4.3.2 基于带有动作实例的有向图模拟FSM
4.3.3 RBF,IBF和 DBF的比较
4.3.4 有向图实时任务的执行矩阵
4.4 严格响应时间分析
4.5 同步FSM的可调度性问题的复杂性
4.5.1 有向图实时任务模型的可调度性问题的复杂性
4.5.2 从有向图实时任务到FSM的伪多项式时间归约
4.6 基于RBF和 IBF的近似响应时间分析
4.6.1 近似分析
4.6.2 支配关系和加速因子
4.7 计算RBF和 IBF函数的方法
4.7.1 执行请求矩阵
4.7.2 极大加代数和周期矩阵幂序列
4.7.3 rbf[s,f)的计算
4.8 实验结果
4.8.1 严格分析方法
4.8.2 近似分析方法
4.8.3 利用周期性的长繁忙周期的分析
4.8.4 可扩展性
4.9 本章小结
第五章 动态自适应变化速率任务模型的可调度性分析研究
5.1 引言
5.2 系统模型
5.3 周期性任务的可调度性分析
5.3.1 从d AVR到 d DRT的转换方法
5.3.2 转换方法的安全性和悲观性
5.3.3 发现关键dDRT任务实例序列
5.4 动态AVR任务的可调度性分析
5.5 实验评估
5.6 本章小结
第六章 动态自适应变化速率任务模型的性能优化研究
6.1 引言
6.2 动态自适应变化速率任务模型的分析方法具有限定的悲观性
6.3 基于动态切换转速重配的发动机性能优化
6.3.1 问题定义
6.3.2 优化算法
6.4 实验评估
6.4.1 随机任务系统生成
6.4.2 案例研究
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 论文工作总结
7.2 课题研究展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
【参考文献】：
博士论文
[1]嵌入式实时系统通信机制与优化技术研究[D]. 韩岗.国防科学技术大学 2013
本文编号：3697216
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/3697216.html
