浙江大学蒋小文获国家专利权
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龙图腾网获悉浙江大学申请的专利一种灵活动态混合关键系统调度方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115619002B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-16发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211150040.5,技术领域涉及:G06Q10/04;该发明授权一种灵活动态混合关键系统调度方法是由蒋小文;黄凯;沙天薏;陈晨;郑丹丹;刘智力设计研发完成,并于2022-09-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种灵活动态混合关键系统调度方法在说明书摘要公布了:本发明属于嵌入式实时系统技术领域,公开了一种灵活动态混合关键系统调度方法,包括如下步骤:步骤1:建立任务模型、定义K级高关键模式、服务级别和K级最大执行资源预算上限;步骤2:建立执行框架;步骤3:建立调度算法;步骤4:建立最大执行预算分配策略。本发明能根据高关键任务在低关键模式下的实际执行情况进行资源的动态分配,减少因悲观处理带来的不必要的资源浪费。高关键任务在低关键模式下会根据其运行的实际执行时间需求动态分配系统资源,高关键任务在低关键模式下切换到高关键模式的条件是根据所有在低关键模式下的高关键任务的实际运行情况动态计算给出。在任务的可调度性与系统切换代价上本方法有明显优化效果。
本发明授权一种灵活动态混合关键系统调度方法在权利要求书中公布了:1.一种灵活动态混合关键系统调度方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤1:建立任务模型、定义K级高关键模式、服务级别和K级最大执行资源预算上限; 所述步骤1定义K级最大执行资源预算上限包括: k级最大执行资源预算上限指的是系统处于k级高关键模式时,所有处于低关键模式的高关键任务仍能保持在低关键模式下运行的最大资源花销,记为假设0级最大执行资源预算上限为所有高关键任务在低关键模式下执行时间预算估计对于系统CPU利用率的总和,对于整个任务集而言,0级最大执行资源预算上限为: k级最大执行资源预算上限通过0级最大执行资源预算上限减去已切换至高关键模式的高关键任务在切换至高关键模式前低关键模式下所消耗的花销得到,当系统处于k级高关键模式时,一旦剩余仍处于低关键模式的高关键任务运行资源花销超过k级最大执行资源预算上限,则触发新的高关键任务进行模式切换,系统所处的高关键模式会提高一级,所有k级最大执行资源预算为: 这里uis指的是高关键任务τi在切换至高关键模式前在低关键模式下所占的执行资源,指的是处于高关键模式下的高关键任务集; 步骤2:建立执行框架;初始状态下,所有任务处于低关键模式,在调度执行过程中,一旦任何一个高关键作业出现超支情况,则会触发其自身切换至高关键模式,同时系统高关键模式级别也会提高一级,若调度过程中返回至低关键模式条件成立,所有任务又会回到低关键模式,如此反复直至调度结束; 步骤3:建立调度算法; 在调度开始前,判断系统是否需要切换到高关键模式的指标; 调度开始,初始状态下,所有高关键任务都会按照虚拟截止时间x×Ti进行调度,当任何一个高关键任务出现超支时,立即切换至高关键模式,此时该超支的高关键任务调度所用的截止时间从原虚拟截止时间x×Ti恢复至实际截止时间Ti,其他的高关键任务不受影响,仍保持原截止时间进行调度,同时更新在新服务级别下低关键任务的执行频率,以达到低关键任务和高关键任务之间的利用平衡;计算在新高关键模式下最大执行资源预算;在调度过程中,当系统检测到空闲状态,即无更多待调度任务时,系统恢复回低关键模式,低关键任务执行频率恢复回Ti,直至调度结束; 步骤4:建立最大执行预算分配策略; 若高关键任务在低关键模式下调度执行所需要的实际时间大于由最大执行预算分配策略计算得到所能分配到的最大执行预算,那么此时该高关键任务立即切换至高关键模式,其他高关键任务仍保持原有模式不变; 所述步骤4分为四个环节,包括计算、切换、更新和恢复; 计算:当从待调度任务队列中选择当前调度指派的作业为高关键作业时,根据公式19计算本次调度作业τi,j在低关键模式下可分配到的最大执行时间预算bi,j,后续用作是否触发切换至高关键模式的指标,当从待调度任务队列中选择当前调度指派的作业为低关键作业时,则无需进行该计算环节; 切换:当高关键作业τi,j在其最大执行时间预算bi,j内没能完成,则触发模式切换这个环节,高关键任务立即从低关键模式切换至高关键模式,高关键模式级别k提高一级,此任务的超支不会触发其他高关键任务进入高关键模式,所有其他高关键任务保持原来的模式不变,在新的高关键模式级别下,系统根据高关键任务的超支情况,重新确定低关键任务的执行频率,以平衡由高关键任务超支引起的资源需求,低关键任务执行时间预算不变,按照新的截止时间进行调度,同时需要重新确定在该新的高关键模式级别下剩余未切换至高关键模式下的高关键任务仍能保持在低关键模式下运行的最大执行资源,用以后续计算; 更新:由公式19可知,计算高关键作业可分配到的最大执行时间预算bi,j与其他高关键作业τn,j实际执行总时长有关,因此在每个高关键作业τi,j完成或者被更高优先级作业抢占需要回到待调度队列时就会触发更新环节,将当次调度运行的时长ei,j累加进恢复:当系统检测到空闲状态,即无更多待调度任务时,就触发系统恢复环节,所有任务恢复回低关键模式,清零,低关键任务的执行频率恢复回原始执行频率, 模式切换条件,假设在时刻t°,系统处于非空闲状态,作业τn,j正在进行调度,此时触发了系统的模式切换,表示在时刻t之前,任务τi的第|tTi|+1个作业τi,j执行的总时长,若作业τn,j本次调度是从时刻t开始的并在时刻t发生了超支情况,t≤t°,那么一定满足:
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