本發(fā)明涉及嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)中任務(wù)調(diào)度
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種在滿足系統(tǒng)峰值溫度保證的前提下，通過(guò)為任務(wù)選擇最優(yōu)的處理器、操作頻率、執(zhí)行順序，減少系統(tǒng)調(diào)度長(zhǎng)度的方法。
背景技術(shù)：
：隨著對(duì)計(jì)算機(jī)性能要求的日益提高，多核處理器已經(jīng)逐步取代了傳統(tǒng)的單核處理器，成為當(dāng)代和下一代處理器的設(shè)計(jì)規(guī)范。多核處理器最大的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)θ蝿?wù)進(jìn)行并行處理，因而縮短了多個(gè)任務(wù)總的執(zhí)行時(shí)間，使得系統(tǒng)的效率顯著提高。與此同時(shí)，隨著處理器芯片體積的不斷縮小，處理器的能耗密度也在以指數(shù)的形式增長(zhǎng)。如此快速增長(zhǎng)的處理器功耗密度必然會(huì)導(dǎo)致芯片溫度的升高。當(dāng)芯片的溫度超過(guò)某個(gè)閾值時(shí)，系統(tǒng)可能會(huì)產(chǎn)生一些無(wú)法預(yù)估的功能錯(cuò)誤和硬件錯(cuò)誤，這樣會(huì)使系統(tǒng)的可靠性大大降低。因此，在系統(tǒng)峰值溫度限制條件下，最大程度地提高系統(tǒng)的效率，即最小化任務(wù)總的完成時(shí)間(調(diào)度長(zhǎng)度)，已經(jīng)成為一個(gè)非常重要的研究課題。動(dòng)態(tài)熱量管理技術(shù)(DTM)已經(jīng)被廣泛地用于對(duì)處理器進(jìn)行溫度管理。它主要包括動(dòng)態(tài)電壓和頻率調(diào)節(jié)(DVFS)、調(diào)度優(yōu)先級(jí)自適應(yīng)、任務(wù)遷移等溫度控制方法。很多學(xué)者在DTM技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一些溫度感知的策略來(lái)對(duì)處理器的溫度進(jìn)行管理。這些研究的關(guān)注點(diǎn)大都是集中在對(duì)同構(gòu)多核處理器的溫度控制。但是，Hyari在他的研究中發(fā)現(xiàn)，異構(gòu)多核處理器的計(jì)算性能明顯優(yōu)于同構(gòu)多核處理器。目前，幾乎沒(méi)有對(duì)異構(gòu)多核處理器的研究同時(shí)考慮到溫度控制和最小化調(diào)度長(zhǎng)度。因此，迫切需要對(duì)異構(gòu)多核處理器進(jìn)行溫度控制研究，充分發(fā)揮異構(gòu)多核處理器的優(yōu)越性，最大限度地提高系統(tǒng)的性能，即在溫度約束條件下，最小化系統(tǒng)調(diào)度長(zhǎng)度。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)異構(gòu)多核處理器溫度-調(diào)度長(zhǎng)度感知的實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度方法，該方法在滿足系統(tǒng)峰值溫度和時(shí)間約束的條件下，通過(guò)為每個(gè)任務(wù)選擇最優(yōu)的處理器、工作頻率、執(zhí)行順序，來(lái)最小化調(diào)度長(zhǎng)度。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術(shù)方案是：一種對(duì)異構(gòu)多核處理器溫度-調(diào)度長(zhǎng)度感知的實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度方法，包括以下步驟：步驟1：讀取系統(tǒng)默認(rèn)的權(quán)重因子α；步驟2：將任務(wù)隊(duì)列里存儲(chǔ)的任務(wù)分配到最優(yōu)的處理器；步驟3：對(duì)每個(gè)處理器任務(wù)隊(duì)列里的任務(wù)選取最優(yōu)頻率；步驟4：確定每個(gè)處理器任務(wù)隊(duì)列里的任務(wù)的執(zhí)行順序；步驟5：對(duì)超過(guò)溫度約束的任務(wù)進(jìn)行切分；步驟6：判斷系統(tǒng)當(dāng)前調(diào)度長(zhǎng)度是否小于或等于給定的所有任務(wù)共享的截止時(shí)間D，如果滿足，任務(wù)執(zhí)行，調(diào)度結(jié)束；如果不滿足，返回調(diào)度失敗，任務(wù)不能執(zhí)行，調(diào)度結(jié)束。所述步驟2中的將任務(wù)隊(duì)列里存儲(chǔ)的任務(wù)分配到最優(yōu)的處理器，具體包括：步驟A1：初始化L1＝L2＝…＝Lk＝…＝LN；其中，Lk為處理器PEk上任務(wù)指令的條數(shù)，N為處理器的個(gè)數(shù)。步驟A2：從任務(wù)隊(duì)列Qglobal取出隊(duì)頭任務(wù)τhead；步驟A3：將標(biāo)志位k賦值為1，即：k←1；步驟A4：假設(shè)τhead分配到PEk，計(jì)算出處理器PEk以最大頻率執(zhí)行τhead后的調(diào)度長(zhǎng)度其中，WChead為任務(wù)τhead最壞情況下執(zhí)行周期，為處理器PEk的處于最大活性模式下的頻率。步驟A5：計(jì)算分配到除PEk外，τhead在其他處理器的時(shí)間；步驟A6：計(jì)算出N個(gè)處理器調(diào)度長(zhǎng)度的和tsum＝(t1+t2+…+tN)；步驟A7：計(jì)算出在只考慮調(diào)度長(zhǎng)度下，τhead分配到處理器PEk的概率λk，w＝1-tk/tsum；步驟A8：計(jì)算τhead以最大頻率在處理器PEk上執(zhí)行后，結(jié)束時(shí)的溫度Tend，k；步驟A9：判斷Tend，k＜Tpeak是否成立。若成立，轉(zhuǎn)步驟A10；否則，轉(zhuǎn)步驟A11。步驟A10：利用公式λk，t＝1-Tend，k/Tpeak計(jì)算出只考慮溫度條件下分配τhead到PEk的概率λk，t；步驟A11：將0賦值給λk，t，即λk，t＝0；步驟A12：計(jì)算在考慮溫度和調(diào)度長(zhǎng)度下，τhead分配到PEk的概率，計(jì)算公式為：λk＝α*λk，t+(1-α)*λk，w；步驟A13：更新k，公式為：k←k+1；步驟A14：判斷k≤N是否成立，若成立，轉(zhuǎn)步驟A4；否則，轉(zhuǎn)步驟A15；步驟A15：從λ1至λN中選取最大值，并將其對(duì)應(yīng)的處理器編號(hào)賦值給flag；步驟A16：將τhead分配給處理器PEflag，將其插入到PEflag任務(wù)存儲(chǔ)隊(duì)列Qflag；步驟A17：將τhead從Qgtobal中刪除，更新隊(duì)頭任務(wù)；步驟A18：更新Lflag＝Lflag+WChead；步驟A19：判斷Qglobal是否為空，不為空，轉(zhuǎn)步驟A2；否則，轉(zhuǎn)步驟A20；步驟A20：所有任務(wù)分配完成，退出。所述步驟3確定任務(wù)的最優(yōu)頻率，具體包括：步驟B1：將k賦值為1，即：k←1；步驟B2：計(jì)算出PEk的調(diào)度長(zhǎng)度tf(PEk)；步驟B3：k←k+1；步驟B4：判斷k≤N是否成立，若成立，轉(zhuǎn)步驟B2；否則，轉(zhuǎn)步驟B5；步驟B5：計(jì)算N個(gè)調(diào)度長(zhǎng)度的最大值，將其賦值給tf，即：tf＝max(tf(PE1)，tf(PE2)，...，tf(PEN))；步驟B6：將k重新賦值為1，即：k←1；步驟B7：計(jì)算出處理器PEk可用的松弛時(shí)間slk，公式為：slk＝tf-tf(PEk)；步驟B8：從Qk中取出隊(duì)頭任務(wù)τhead；步驟B9：計(jì)算τhead穩(wěn)定狀態(tài)下溫度Tstd；步驟B10：根據(jù)Tstd對(duì)τhead進(jìn)行冷熱劃分；如果該任務(wù)為熱任務(wù)，將該任務(wù)插入隊(duì)列Qk，h；如果為冷任務(wù)，則插入隊(duì)列Qk，c；步驟B11：將τhead從Qk中刪除，更新隊(duì)頭任務(wù)τhead；步驟B12：判斷Qk是否為空，若不為空，轉(zhuǎn)步驟B9；否則，轉(zhuǎn)步驟B13；步驟B13：將所有在Qk，c中的冷任務(wù)頻率設(shè)為PEk的最大頻率步驟B14：對(duì)Qk，h中的熱任務(wù)按照穩(wěn)定狀態(tài)下溫度降序排序；步驟B15：將l賦值為處理器PEk的最大活性模式即：步驟B16：將i賦值為1，即：i←1；步驟B17：判斷slk＞0是否成立，若成立，轉(zhuǎn)步驟B18，否則，轉(zhuǎn)步驟B27；步驟B18：對(duì)在Qk，h中的任務(wù)τi，判斷是否成立，若成立，轉(zhuǎn)步驟B19；否則，轉(zhuǎn)步驟B25；步驟B19：將τi的頻率設(shè)置為Fk，l-1；步驟B20：更新slk，公式為：步驟B21：更新l，公式為：l＝l-1；步驟B22：判斷l(xiāng)＝＝1是否成立，如果成立，轉(zhuǎn)步驟B23；否則，轉(zhuǎn)步驟17；步驟B23：更新i，公式為：i←i+1；步驟B24：判斷i≤sizeof(Qk，h)是否成立，若成立，轉(zhuǎn)步驟B17；否則，轉(zhuǎn)步驟B25；其中，sizeof(Qk，h)為Qk，h中的任務(wù)個(gè)數(shù)。步驟B25：將slk作為空任務(wù)插入到Qk，c；步驟B26：更新Qk，h與Qk，c；步驟B27：更新k，公式為：k←k+1；步驟B28：判斷k≤N，若成立，轉(zhuǎn)步驟B7；否則，轉(zhuǎn)步驟B29；步驟B29：確定任務(wù)的最優(yōu)頻率結(jié)束，退出。所述步驟4確定每個(gè)處理器任務(wù)隊(duì)列里的任務(wù)的執(zhí)行順序，具體包括：步驟C1：將k賦值為1，即：k←1；步驟C2：對(duì)Qk，h中的熱任務(wù)按照穩(wěn)定狀態(tài)下溫度降序排序；步驟C3：對(duì)Qk，c中的冷任務(wù)按照穩(wěn)定狀態(tài)下溫度升序排序；步驟C4：將Qk，h和Qk，c中任務(wù)個(gè)數(shù)最小值賦值給sizemin，公式為：sizemin＝min(sizeof(Qk，h)，sizeof(Qk，c))；步驟C5：將i賦值為1，即：i←1；步驟C6：將Qk，h[i]插入到目標(biāo)隊(duì)列Qk(2*i-1)；步驟C7：從Qk，h中刪除Qk，h[i]；步驟C8：將Qk，c[i]插入到目標(biāo)隊(duì)列Qk(2*i)；步驟C9：從Qk，c中刪除Qk，c[i]；步驟C10：更新i，公式為：i←i+1；步驟C11：判斷i≤sizemin是否成立，若成立，轉(zhuǎn)步驟C6；否則，轉(zhuǎn)步驟C12；步驟C12：將剩余的Qk，h或Qk，c中的任務(wù)插入到Qk中；步驟C13：更新k，公式為：k←k+1；步驟C14：判斷k≤N，若成立，轉(zhuǎn)步驟C2；否則，轉(zhuǎn)步驟C15；步驟C15：確定每個(gè)處理器任務(wù)隊(duì)列里的任務(wù)的執(zhí)行順序結(jié)束，退出。所述步驟5為對(duì)超過(guò)溫度約束的任務(wù)進(jìn)行切分，具體包括：步驟D1：將k賦值為1，即：k←1；步驟D2：將i賦值為1，即：i←1；步驟D3：計(jì)算任務(wù)QK(i)的結(jié)束溫度Tend，i；步驟D4：判斷Tend，i＞Tmax是否成立，若成立，轉(zhuǎn)步驟D5；否則，轉(zhuǎn)步驟D10；步驟D5：用上下文轉(zhuǎn)換開(kāi)銷tsw，i初始化最優(yōu)空閑時(shí)間即：步驟D6：計(jì)算插入的最優(yōu)空閑時(shí)間的結(jié)束溫度步驟D7：計(jì)算在活性模式下，子任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間tactive，i；步驟D8：計(jì)算最優(yōu)的子任務(wù)個(gè)數(shù)公式為：其中，fi為任務(wù)QK，h(i)的頻率。步驟D9：計(jì)算出最優(yōu)空閑時(shí)間公式為：其中，Tinit，i為任務(wù)QK(i)執(zhí)行時(shí)的初始溫度，Rk和Ck分別為處理器PEk熱阻和熱容。步驟D10：更新i，公式為：i←i+1；步驟D11：判斷i≤sizeof(QK，h)是否成立，若成立，轉(zhuǎn)步驟D3；否則，轉(zhuǎn)步驟D12；步驟D12：更新k，公式為：k←k+1；步驟D13：判斷k≤N，若成立，轉(zhuǎn)步驟D2；否則，轉(zhuǎn)步驟D14：步驟D14：對(duì)超過(guò)溫度約束的任務(wù)進(jìn)行切分結(jié)束，退出。本發(fā)明通過(guò)為任務(wù)集中的每個(gè)任務(wù)選擇合適的處理器、工作頻率，以及確定任務(wù)的調(diào)度順序，對(duì)超過(guò)溫度限制的任務(wù)進(jìn)行切分的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)在溫度約束條件下最小化系統(tǒng)的調(diào)度長(zhǎng)度。本發(fā)明對(duì)于嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)具有很高的應(yīng)用價(jià)值。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明流程圖；圖2為在α＝0.3條件下，本發(fā)明所提出的算法與基準(zhǔn)算法在降低調(diào)度長(zhǎng)度方面的比較圖；圖3為在α＝0.8條件下，本發(fā)明所提出的算法與基準(zhǔn)算法在降低調(diào)度長(zhǎng)度方面的比較圖；圖4為在α＝0.3條件下，本發(fā)明所提出的算法與基準(zhǔn)算法在降低峰值溫度方面的比較圖；圖5為在α＝0.8條件下，本發(fā)明所提出的算法與基準(zhǔn)算法在降低峰值溫度方面的比較圖。具體實(shí)施方式結(jié)合以下具體實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施本發(fā)明的過(guò)程、條件以及實(shí)驗(yàn)方法等，除以下專門提及的內(nèi)容以外，均為本領(lǐng)域的普遍知識(shí)和公知常識(shí)，本發(fā)明并沒(méi)有特別限制的內(nèi)容。本發(fā)明中所使用的處理器支持DVFS技術(shù)。每個(gè)處理器具有L種離散的操作頻率{f1，f2，…，fL}，且滿足fmin＝f1＜f2＜…＜fL＝fmax。其中，fmin表示處理器的最低操作頻率，fmax表示處理器的最高操作頻率。處理器頻率的切換只能發(fā)生在任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行之前，或者任務(wù)執(zhí)行完成之后。因此，每個(gè)任務(wù)在其執(zhí)行過(guò)程中，只能出現(xiàn)一種頻率。在本發(fā)明中所使用的任務(wù)模型中，任務(wù)集Γ由γ個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)組成，即Γ＝{τ1，τ2，…，τγ}。所有的任務(wù)共享一個(gè)截止時(shí)間D。同時(shí)，本發(fā)明中的任務(wù)之間是相互獨(dú)立的，沒(méi)有依賴關(guān)系。本發(fā)明所用的溫度模型中，處理器在t時(shí)刻的溫度為：其中Tstd為任務(wù)穩(wěn)定狀態(tài)下的溫度，且Tstd＝PR+Tamb，Tint為初始溫度，Tamb為環(huán)境溫度，R和C分別為處理器的熱阻和熱容。本發(fā)明的目的是通過(guò)為任務(wù)選擇合適的處理器和操作頻率，并確定任務(wù)的執(zhí)行順序的方式，以及對(duì)超過(guò)溫度約束的任務(wù)進(jìn)行切分，在峰值溫度和時(shí)間約束的條件下最小化系統(tǒng)的調(diào)度長(zhǎng)度。本發(fā)明的目標(biāo)函數(shù)可以表示為：最小化：約束條件：Tpeak≤Tmaxtf≤D其中，tf(PEk)為處理器PEk的調(diào)度長(zhǎng)度，Tmax是最高溫度限制，Tpeak是處理器的峰值溫度，D為所有任務(wù)共享的截止時(shí)間。實(shí)施例：任務(wù)集定為Γ＝｛τ1，τ2，τ3，τ4}。假設(shè)四個(gè)任務(wù)最壞情況下的執(zhí)行周期分別為3×109，4×109，5×109，6×109；活性因子分別為0.8，0.4，0.6，0.5。系統(tǒng)包含兩個(gè)異構(gòu)處理器PE1和PE2。PE1支持的頻率為{1.9GHz，2.3GHz}，對(duì)應(yīng)的功率為{16.8W，21W}；PE2支持的頻率為{2GHz，2.15GHz}，對(duì)應(yīng)的功率為{18W，19.5W}。由此計(jì)算出兩個(gè)處理器的平均處理能力為2.0875GHz。任務(wù)共享截至?xí)r間其中，sizeof(Γ)為集合Γ中任務(wù)的個(gè)數(shù)，favg為異構(gòu)多核處理器的平均頻率，N為處理器的個(gè)數(shù)。據(jù)此計(jì)算，任務(wù)共享的截止時(shí)間D為5.1737。這些參數(shù)作為算法(調(diào)度方法)的輸入。步驟1：讀取權(quán)重因子α值，假設(shè)系統(tǒng)默認(rèn)值為α＝0.8；步驟2：將任務(wù)隊(duì)列里存儲(chǔ)的任務(wù)分配到最優(yōu)的處理器；初始化時(shí)，任務(wù)隊(duì)列Qglobal存放的任務(wù)為{τ1，τ2，τ3，τ4}，其中，τ1是隊(duì)頭任務(wù)。首先計(jì)算只考慮調(diào)度長(zhǎng)度下任務(wù)分配到PE1和PE2的概率。假設(shè)τ1分配到PE1，τ1在PE1上以最大頻率執(zhí)行，所需要的時(shí)間t1＝1.3043；假設(shè)τ1分配到PE2，τ1在PE2上以最大頻率執(zhí)行，所需要的時(shí)間t2＝1.3953。由此計(jì)算出只考慮調(diào)度長(zhǎng)度下下面計(jì)算只考慮峰值溫度下，τ1分配到PE1和PE2的概率。假設(shè)τ1分配到PE1，則Tend，1＝27.4505℃；假如τ1分配到PE2，則Tend，2＝27.6135℃。由此計(jì)算出只考慮峰值溫度下最后計(jì)算綜合考慮調(diào)度長(zhǎng)度和峰值溫度下，τ1分配到PE1和PE2的概率。τ1分配到PE1的概率λ1，t＝0.8*0.0850+(1-0.8)*0.5169＝0.1714；τ1分配到PE2的概率λ2，t＝0.8*0.0796+(1-0.8)*0.4831＝0.1603。由于0.1714＞0.1603，所以τ1應(yīng)分配到處理器PE1。同理，完成τ2，τ3，τ4的分配。最終確定任務(wù)τ1，τ2，τ3，τ4分配的處理器為PE1，PE2，PE1，PE2。步驟3：對(duì)每個(gè)處理器的任務(wù)隊(duì)列里的任務(wù)選取最優(yōu)頻率：完成步驟2后，計(jì)算出PE1的調(diào)度長(zhǎng)度tf(PE1)＝3.4783，PE2的調(diào)度長(zhǎng)度tf(PE2)＝4.6512。因?yàn)橄到y(tǒng)的調(diào)度長(zhǎng)度取值為兩個(gè)處理器調(diào)度長(zhǎng)度的最大值，所以系統(tǒng)的調(diào)度長(zhǎng)度tf＝tf(PE2)＝4.6512。由于3.4783＜4.6512，所以PE1存在松弛時(shí)間sl1＝tf-tf(PE1)＝1.1729，可以利用這個(gè)松弛時(shí)間，在不增加系統(tǒng)調(diào)度長(zhǎng)度的條件下，對(duì)PE1上的任務(wù)進(jìn)行降頻操作。根據(jù)任務(wù)穩(wěn)定狀態(tài)下的溫度Tstd和最高溫度限制Tmax對(duì)任務(wù)進(jìn)行冷熱劃分。若Tstd＞Tmax，則任務(wù)為熱任務(wù)；否則，為冷任務(wù)。因此處理器PE1熱任務(wù)隊(duì)列Q1，h＝{τ1，τ3}，處理器PE2熱任務(wù)隊(duì)列Q2，h＝{τ2，τ4}，處理器PE1和PE2的冷任務(wù)隊(duì)列Q1，c和Q2，c為空。對(duì)Q1，h根據(jù)任務(wù)的穩(wěn)定狀態(tài)下溫度Tstd進(jìn)行降序排序，得到排序后的Q1，h＝{τ1，τ3}。首先，嘗試對(duì)τ1進(jìn)行降頻操作。當(dāng)τ1的頻率有原來(lái)的2.3GHz降至1.9GHz時(shí)，需要額外的執(zhí)行時(shí)間為1.5789-1.3043＝0.2746。由于0.2746＜1.1729，所以，τ1可以進(jìn)行降頻操作，由原來(lái)的2.3GHz降至1.9GHz。松弛時(shí)間更新為sl1＝1.1729-0.2746＝0.8983。其次，嘗試對(duì)τ3進(jìn)行降頻操作。當(dāng)τ3的頻率有原來(lái)的2.3GHz降至1.9GHz時(shí)，需要額外的執(zhí)行時(shí)間為2.6316-2.1739＝0.4577。由于0.4577＜0.8983，所以，τ3可以進(jìn)行降頻操作，由原來(lái)的2.3GHz降至1.9GHz。松弛時(shí)間更新為sl1＝0.8983-0.4577＝0.4406。剩余的松弛時(shí)間sl1可作為執(zhí)行時(shí)間為0.4406的冷任務(wù)τ5，插入到Q1，c。最終確定任務(wù)τ1，τ2，τ3，τ4的操作頻率分別為1.9GHz，2.15GHz，1.9GHz，2.15GHz。步驟4：確定每個(gè)處理器任務(wù)隊(duì)列里的任務(wù)的執(zhí)行順序；由于任務(wù)τ1和τ3的操作頻率改變，所以任務(wù)的穩(wěn)定狀態(tài)下的溫度也隨著改變。首先，根據(jù)公式Tstd＝PR+Tamb，重新計(jì)算任務(wù)τ1和τ3穩(wěn)定狀態(tài)下溫度；其次，將τ1和τ3按照穩(wěn)定狀態(tài)下溫度降序排序；最后，按照“熱-冷”任務(wù)的順序確定處理器PE1任務(wù)執(zhí)行隊(duì)列Q1＝{τ1，τ5，τ3}。同理，處理器PE1任務(wù)執(zhí)行隊(duì)列Q2＝{τ4，τ2}。步驟5：對(duì)超過(guò)溫度約束的任務(wù)進(jìn)行切分；首先，對(duì)處理器PE1的任務(wù)隊(duì)列Q1進(jìn)行結(jié)束溫度計(jì)算。τ1在執(zhí)行后，它的結(jié)束溫度Tend＝27.3538。由于Tend＜Tmax，所以不需要對(duì)任務(wù)τ1進(jìn)行切分?？杖蝿?wù)τ5在執(zhí)行后，它的結(jié)束溫度Tend＝27.2922。τ3在執(zhí)行后，它的結(jié)束溫度Tend＝29.8085。由于Tend＜Tmax，所以不需要對(duì)任務(wù)τ3進(jìn)行切分。其次，對(duì)處理器PE1的任務(wù)隊(duì)列Q2進(jìn)行結(jié)束溫度計(jì)算。τ4在執(zhí)行后，它的結(jié)束溫度Tend＝27.6135。由于Tend＜Tmax，所以不需要對(duì)任務(wù)τ4進(jìn)行切分。τ2在執(zhí)行后，它的結(jié)束溫度Tend＝29.0648。由于Tend＜Tmax，所以不需要對(duì)任務(wù)τ2進(jìn)行切分。步驟6：判斷系統(tǒng)當(dāng)前調(diào)度長(zhǎng)度是否小于或等于給定的所有任務(wù)共享的截止時(shí)間D，如果滿足，則調(diào)度結(jié)束；如果不滿足，返回調(diào)度失敗，調(diào)度結(jié)束。通過(guò)步驟5，計(jì)算得到系統(tǒng)實(shí)際的調(diào)度長(zhǎng)度tf＝4.6512。任務(wù)共享的截止時(shí)間D作為算法的輸入已經(jīng)給出，為5.1737。由于tf＜D，所以此次調(diào)度滿足系統(tǒng)要求，任務(wù)可以按照以上計(jì)算出的執(zhí)行順序進(jìn)行執(zhí)行，任務(wù)調(diào)度結(jié)束。下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證本發(fā)明在減少系統(tǒng)能耗和降低峰值溫度方面的效果。為了使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更加充分，任務(wù)取現(xiàn)實(shí)生活中任務(wù)。實(shí)施過(guò)程中，異構(gòu)多核處理器有四個(gè)，頻率設(shè)置參照ARMCortexA7處理器，最大工作頻率為2.5GHz。四個(gè)處理器的參數(shù)設(shè)置如表一所示。表1處理器頻率(GHZ)功率(W)熱阻R(℃/W)熱容C(J/℃)PE1{1.9，2.3，2.4}{16.8，21，22}1.930.0086PE2{2，2.15，2.5}{18，19.5，23}2.150.0080PE3{2.15，2.3，2.5}{19.5，21，23}2.050.0084PE4{2，2.15，2.3}{14.4，16.8，21}2.130.0082任務(wù)的截止時(shí)間設(shè)置為其中，sizeof(Γ)為集合Γ中任務(wù)的個(gè)數(shù)，favg為異構(gòu)多核處理器的平均頻率，N為處理器的個(gè)數(shù)。任務(wù)的異構(gòu)性用活性因子來(lái)表現(xiàn)，取值范圍[0，4，1]。本組實(shí)驗(yàn)中有六個(gè)任務(wù)集，六個(gè)任務(wù)集包含的真實(shí)的任務(wù)類型和任務(wù)總數(shù)，如表2所示。這些任務(wù)的時(shí)鐘周期所處的范圍為[4×107，6×108]。表2首先比較本發(fā)明與RATM、α-VSTM算法在減少調(diào)度長(zhǎng)度方面的提升。RATM算法將任務(wù)集合中的任務(wù)隨機(jī)分配到處理器。在完成“任務(wù)-處理器”的分配后，RATM在溫度控制方案和本發(fā)明相同，即采用任務(wù)降頻、任務(wù)“熱-冷”排序和任務(wù)切分。α-VSTM算法采用本發(fā)明提出的“任務(wù)-處理器”分配方案，但溫度控制采用DVFS技術(shù)。圖2給出了在α＝0.3的條件下，六組組任務(wù)集分別使用本發(fā)明與RATM、α-VSTM在降低調(diào)度長(zhǎng)度(單位：秒)方面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。系統(tǒng)能夠容忍的最大的峰值溫度Tmax設(shè)置為50℃。環(huán)境溫度Tamb設(shè)置為25℃。由圖2所示，使用本發(fā)明得到的調(diào)度長(zhǎng)度要比使用RATM、α-VSTM取得的調(diào)度長(zhǎng)度低很多。例如，對(duì)于任務(wù)集Γ6，本發(fā)明與RATM相比，能夠使調(diào)度長(zhǎng)度降低21.62％；與α-VSTM相比，降低了19.63％。圖3給出了在α＝0.8的條件下，六組組任務(wù)集分別使用本發(fā)明與RATM、α-VSTM在降低調(diào)度長(zhǎng)度(單位：秒)方面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。系統(tǒng)能夠容忍的最大的峰值溫度Tmax設(shè)置為50℃。環(huán)境溫度Tamb設(shè)置為25℃。由圖3所示，使用本發(fā)明得到的調(diào)度長(zhǎng)度要比使用RATM、α-VSTM取得的調(diào)度長(zhǎng)度低很多。例如，對(duì)于任務(wù)集Γ6，本發(fā)明與RATM相比，能夠使調(diào)度長(zhǎng)度降低15.31％；與α-VSTM相比，降低了19.56％。圖4給出了在α＝0.3的條件下，六組組任務(wù)集分別使用本發(fā)明與RATM、α-VSTM在降低峰值溫度(單位：℃)方面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。系統(tǒng)能夠容忍的最大的峰值溫度Tmax設(shè)置為50℃。環(huán)境溫度Tamb設(shè)置為25℃。由圖4所示，使用本發(fā)明得到的峰值溫度明顯低于使用RATM、α-VSTM取得的峰值溫度。例如，對(duì)于任務(wù)集Γ6，本發(fā)明與RATM相比，能夠使峰值溫度降低1.89％；與α-VSTM相比，降低了2.19％。圖5給出了在α＝0.8的條件下，六組組任務(wù)集分別使用本發(fā)明與RATM、α-VSTM在降低峰值溫度(單位：℃)方面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。系統(tǒng)能夠容忍的最大的峰值溫度Tmax設(shè)置為50℃。環(huán)境溫度Tamb設(shè)置為25℃。由圖5所示，使用本發(fā)明得到的峰值溫度明顯低于使用RATM、α-VSTM取得的峰值溫度。例如，對(duì)于任務(wù)集Γ6，本發(fā)明與RATM相比，能夠使峰值溫度降低4.38％；與α-VSTM相比，降低了4.49％。通過(guò)上述的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，能夠很清楚的看出本發(fā)明無(wú)論是在減少調(diào)度長(zhǎng)度方面，還是在降低系統(tǒng)峰值溫度方面，都具有很好的性能。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3