一类面向汽车电子系统的混合关键级任务协同调度研究

发布时间：2023-05-04 02:59

　　现代汽车电子系统是具有异构分布式架构的多功能集成的混合关键级嵌入式系统,高效利用系统的关键在于对多个功能的合理调度。功能安全是此领域的重要研究方向之一,满足功能的可靠性和实时性是确保功能安全的一个重要要求。汽车电子系统的实时性依赖于高关键级功能的实时性是否满足。同时,作为工业化的产品,硬件成本也是在汽车电子系统设计阶段需要考虑的一项重要的成本因素。因此,本文面向现代汽车电子系统,开展对混合关键级功能的协同调度研究,并结合汽车朝着安全可靠、成本控制的发展方向,从考虑功能可靠性、高关键级功能的实时性和硬件成本约束的优化目标角度设计了若干调度算法。本文主要工作如下:本文针对混合关键级功能可靠性要求保障下的功能响应时间优化问题,提出了一种多功能可靠性敏感的高效调度算法(Multifunctional Reliability-aware Efficient Scheduling,MRES),从任务调度的方面入手,改进了在混合关键级功能下可靠性和实时性之间的优化目标平衡问题,弥补了现有研究中只考虑单功能多目标优化或多功能单目标优化的不足。通过将问题分解为满足功能可靠性要求和功能实时性优化两个子问题...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 汽车功能安全标准
        1.2.2 汽车电子系统模型设计
        1.2.3 混合关键级系统研究
        1.2.4 汽车系统协同调度方法
    1.3 研究问题
        1.3.1 多功能可靠性要求下的实时性优化
        1.3.2 多功能硬件成本约束下功能安全目标优化
    1.4 本文主要工作
    1.5 本文组织结构
第2章 汽车电子系统调度相关研究
    2.1 汽车电子系统调度模型
        2.1.1 汽车分布式计算系统模型
        2.1.2 汽车功能模型
    2.2 汽车电子相关调度研究
        2.2.1 DAG实时性调度
        2.2.2 混合关键级汽车电子系统调度
        2.2.3 可靠性约束与实时性优化
        2.2.4 硬件成本感知的调度研究
    2.3 本章小结
第3章 可靠性敏感的混合关键级任务调度
    3.1 研究动机与主要工作
    3.2 混合关键级汽车电子系统模型抽象
        3.2.1 多关键级功能模型
        3.2.2 功能可靠性模型
        3.2.3 功能实时性要求分析
    3.3 问题描述
    3.4 算法设计
        3.4.1 调度框架
        3.4.2 单个功能任务优先级排序
        3.4.3 多功能间任务优先级排序
        3.4.4 功能可靠性要求转化
        3.4.5 任务分配
        3.4.6 MRES算法过程
        3.4.7 MRES算法调度实例
    3.5 实验与分析
        3.5.1 实验配置与评估指标
        3.5.2 实验结果与分析
    3.6 小结
第4章 考虑容错的成本敏感混合关键级任务调度
    4.1 动机和主要的工作
    4.2 硬件成本模型与容错技术下的可靠性模型
        4.2.1 硬件成本模型
        4.2.2 容错技术下的可靠性模型
    4.3 问题描述
    4.4 问题分析与算法设计
        4.4.1 任务排序
        4.4.2 功能可靠性要求转化
        4.4.3 任务分配
        4.4.4 硬件成本约束优化
        4.4.5 FT HCMSA算法过程
        4.4.6 FT HCMSA算法调度实例
    4.5 实验与分析
        4.5.1 实验配置
        4.5.2 实验结果与分析
    4.6 小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间发表的科研成果
附录B 攻读硕士学位期间所参与的项目



本文编号：3807815