11、实时系统的状态分析与调度策略

实时系统的状态分析与调度策略

1. 基于状态的定时分析

定时分析方法基于模型检查，为每个计算资源计算其状态空间。状态空间封装了分配给相应资源的任务的相关定时信息，以及一组任务之间的端到端延迟。与标准模型检查不同，该方法以迭代方式工作，并尽量保持资源之间的接口最小化，同时假设系统无循环，有循环的部分需整体处理。

1.1 构建状态空间

• 确定输入行为 ：要构建计算资源的状态空间，需确定其输入行为，即定义所有分配任务的激活时间。
• 状态空间表示 ：状态空间由符号转换系统（STS）表示，状态决定时钟变量的取值范围，并包含当前正在运行、被中断或在就绪队列中的任务信息。
• 输入来源 ：资源的输入可能有多个来源，独立任务由事件流触发，依赖任务在其依赖的任务终止时触发，因此会有多个输入状态空间，需要将它们组合以确定每个资源的单个输入状态空间。

1.2 资源状态空间计算

确定输入后，构建资源本身的状态空间，需考虑输入STS、调度策略的行为以及分配任务的执行时间和优先级。例如，两个任务hp和lp分配到具有固定优先级调度策略的单个资源时，每个任务需要一个跟踪周期性激活的时钟cp，还需要一个时钟cc来确定任务何时完成。若关注任务实例的精确响应时间，则每个任务实例需要多个时钟cr。

1.3 状态空间的使用与抽象

计算得到的资源状态空间将作为依赖资源的输入。为使资源之间的接口尽可能小，会对与依赖资源输入行为无关的状态空间部分进行抽象。例