1.一种混合关键系统固定优先级周期任务能耗优化方法,其特征在于,包括:
建立包括若干个混合关键周期任务的混合关键周期任务模型;
利用关键层次划分方法确定混合关键周期任务的优先级;
计算混合关键周期任务可行调度的最低速度S;
计算高关键层次任务在低模式下产生的空闲时间ST,利用该空闲时间确定处理器的执行速度Si;如果处理器的执行速度Si大于最低速度S,令Si=S;
低关键层次任务以及高关键层次任务在低模式下始终以速度Si执行,高关键层次任务在高模式下其额外负载以最大处理器速度执行;
利用动态功耗管理技术降低处理器能耗;
所述利用动态功耗管理技术降低处理器能耗,具体包括:
当处理器处于空闲状态时,比较此时处理器的空闲时间与处理器速度切换开销;如果处理器空闲时间比处理器状态切换开销大时,将处理器切换到低功耗状态,直到新的周期任务释放;如果处理器空闲时间小于或等于处理器状态切换开销时,处理器依然保持空闲状态。
2.如权利要求1所述的混合关键系统固定优先级周期任务能耗优化方法,其特征在于,所述建立包括若干个混合关键周期任务的混合关键周期任务模型,具体包括:混合关键周期任务模型为由n个混合关键周期任务组成的集合Γ={τ1,τ2,…,τn},每个混合关键周期任务τi(1≤i≤n,i为整数)由四元组{Ti,Di,ξi,Ci}组成,其中Ti表示混合关键周期任务τi的周期;Di表示混合关键周期任务τi的相对截止期限,且其等于Ti;ξi表示混合关键周期任务τi的关键层次,其可以表示为ξi={LO,HI},混合关键周期任务τi的关键层次为LO时,其为低关键层次任务,混合关键周期任务τi的关键层次为HI时,其为高关键层次任务;Ci表示混合关键周期任务τi的不同模式下的最坏情况下执行时间;Ci(LO)和Ci(HI)分别表示混合关键周期任务τi在低模式和高模式下的执行时间;如果混合关键周期任务τi为低关键层次任务,则Ci(HI)=Ci(LO);如果混合关键周期任务τi为高关键层次任务,则Ci(HI)>=Ci(LO)。
3.如权利要求2所述的混合关键系统固定优先级周期任务能耗优化方法,其特征在于,所述利用关键层次划分方法确定混合关键周期任务的优先级,包括如下处理步骤:先按照混合关键周期任务的关键层次确定任务的优先级:关键层次越高,其优先级就越高;关键层次越低,其优先级就越低;
在此基础上,按照混合关键周期任务的周期进一步确认任务的优先级:周期越短,其优先级越高;周期越长,其优先级就越低;如果任务的周期相同,任务的下标越小,其优先级越高。
4.如权利要求3所述的混合关键系统固定优先级周期任务能耗优化方法,其特征在于,所述计算混合关键周期任务可行调度的最低速度S,其计算方式如下:其中,F(n)表示单调速率策略调度周期任务集的利用率上界;UEX表示高关键层次任务额外负载的利用率; 表示低关键层次任务低模式下的利用率; 表示高关键层次任务低模式下的利用率。
5.如权利要求4所述的混合关键系统固定优先级周期任务能耗优化方法,其特征在于,所述计算高关键层次任务在低模式下产生的空闲时间ST,利用该空闲时间确定处理器的执行速度Si;如果处理器的执行速度Si大于最低速度S,令Si=S;具体包括:空闲时间ST的计算方式如下:
处理器的执行速度Si的计算方式如下:
其中,如果Si>S,Si=S。
6.如权利要求5所述的混合关键系统固定优先级周期任务能耗优化方法,其特征在于,所述低关键层次任务以及高关键层次任务在低模式下始终以速度Si执行,高关键层次任务在高模式下其额外负载以最大处理器速度执行;其处理步骤如下:如果任务τi是低关键层次任务,其以速度Si执行;如果任务τi是高关键层次任务,其开始以速度Si执行,当其执行时间超过 时,系统将从低模式切换到高模式,所有的低关键层次任务将被取消,高关键层次任务的额外负载将以最大处理器速度执行。