55、DVSMT与集成现场总线网络：实时任务调度与通信的创新方案

DVSMT与集成现场总线网络：实时任务调度与通信的创新方案

在实时系统的研究领域，任务调度和通信效率一直是关键的研究方向。本文将介绍两种重要的技术方案：DVSMT动态电压缩放算法，用于调度混合实时任务；以及基于交换式以太网的集成现场总线网络，为不同现场总线中的节点提供实时通信功能。

1. DVSMT算法：动态电压缩放调度混合实时任务

在实时系统中，任务的执行需要满足一定的时间约束，同时还要考虑能源消耗。DVSMT算法正是为了解决这些问题而提出的。

1.1 任务执行与借用周期

在实时系统中，任务的执行可能会受到其他高优先级任务的抢占。对于任务 $J_{i,j}$，其借用周期 $B_{i,j}$ 可以根据任务的执行情况进行计算。当任务完成时，借用周期可以在 $D_i - E_{i,j}$ 区间内进行分配。当前利用率 $u_{i,j}$ 可以通过以下公式计算：
[u_{i,j} = \frac{B_{i,j}}{D_i - E_{i,j}}]
在最坏情况下，$u_{i,j}$ 等于最坏情况利用率 $u_i = e_i/p_i$。当任务提前完成时，$B_{i,j}$ 和 $E_{i,j}$ 都会变小，因此 $u_{i,j}$ 小于或等于 $u_i$。基于此，我们可以通过重新计算当前利用率来降低CPU速度，从而实现能源节约。

1.2 DVSMT算法流程

为了保证所有即将到来的任务在最坏情况下都能可行执行，DVSMT算法采用了保守的策略。具体流程如下：
- 初始或空闲状态 ：
- $\alpha = 0.0$； // 缩放因子
- 清空截