1、由于功耗和散熱的問題,處理器的設計正往多核方向發(fā)展。多核處理器不僅應用在一般的計算機系統中,而且正不斷的應用到嵌入式系統中。這樣的系統往往也是實時系統。在實時系統中,計算的正確性不僅依賴于結果的正確性而且依賴于結果產生時間的正確性。
　　 多核處理器帶給實時系統的不僅是高效的處理能力而且還有復雜的任務調度。在單處理器系統中,計算任務最壞情況執(zhí)行時間(WCET)時,一般認為任務的緩沖行都在緩存中,通過靜態(tài)分析用緩存延遲得到。然而在

2、多核處理器系統中,有的核上的緩存并沒有任務的緩沖行。當任務運行在這樣的核上時,會增大任務的WCET,增大的這部分時間稱為緩存預熱時間。解決緩存預熱時間對多核實時調度產生的影響是一個重要的問題。
　　 可調度性分析是研究實時調度的重要手段,主要有兩種方法:模擬和利用率的邊界測試。模擬的方法盡管實現簡單,但它只檢測了系統運行的有限路徑,所以得到的可調度任務集數目并不可靠。利用率邊界測試往往只能推導出充分條件,由此獲得的可調度任務集數

3、目較為悲觀。由于這些原因,研究者提出使用模型檢測的方法,對多處理器調度算法進行可調度性分析。但他們都沒有考慮緩存預熱時間對可調度性分析的影響。針對這一問題,本論文基于模型檢測,提出一種考慮了緩存預熱時間的可調度性分析的方法,并以靜態(tài)優(yōu)先級調度算法單調速率(RM)為例,說明了這種方法的有效性。
　　 在采用多核RM算法的調度系統中,緩存預熱時間會導致一些任務集錯失截止時間。為了降低緩存預熱時間帶來的不可預測性,研究者提出新的硬件架

4、構Push Block,預先將任務的緩沖行遷移到目的核緩存中。當任務在目的核上運行時,就不會產生緩存預熱時間。然而,現有的調度算法并不支持這種架構。針對這個問題,本論文以靜態(tài)優(yōu)先級調度算法RM為基礎,結合這種新架構所提供的功能,給出了三種策略,提出了一個新的靜態(tài)優(yōu)先級調度算法,提高了系統實時性,減少了錯失截止時間的任務集。
　　 在靜態(tài)優(yōu)先級調度中,系統運行時,任務優(yōu)先級是固定的。這可能導致一個高優(yōu)先級任務長時間占有CPU,而低

5、優(yōu)先級的任務必須等待。因此,產生了動態(tài)優(yōu)先級調度。在系統運行時,它可以改變任務的優(yōu)先級,增強了對環(huán)境的調整能力。不幸的是緩存預熱時間仍然會導致采用了動態(tài)優(yōu)先級調度算法的系統錯失截止時間。另外,目前的多核動態(tài)優(yōu)先級調度算法并沒有建立在新架構PushBlock上,無法利用預遷移機制提高算法的性能。針對這些問題,本論文以經典的動態(tài)優(yōu)先級調度算法最短截止時間優(yōu)先(EDF)為基礎,提出了適應緩存預熱時間的動態(tài)優(yōu)先級調度算法。通過實驗,展示了新算法

6、良好的性能。
　　 綜上所述,本論文研究中所做出的主要貢獻體現在以下三個方面:
　　 1)針對以往的可調度性分析沒有考慮緩存預熱時間的問題,提出了基于模型檢測,考慮緩存預熱時間的可調度性分析方法,并以RM算法為例,驗證了方法的有效性。
　　 2)針對緩存預熱時間導致經典的靜態(tài)優(yōu)先級調度算法RM實時性降低的問題,給出了降低緩存預熱時間的三種策略,提出了適應緩存預熱時間的靜態(tài)優(yōu)先級調度算法WM-RM,既保留了RM算法