64、具有多优先级子任务的周期性实时任务的节能固定优先级调度

具有多优先级子任务的周期性实时任务的节能固定优先级调度

一、引言

随着嵌入式系统的快速发展，电池续航成为了关键的限制因素。在嵌入式实时系统中，很多是由可充电电池供电，以实现自主性和/或移动性。而处理器是嵌入式系统中最耗能的组件之一，由于当前电池技术的发展远远落后于处理器技术，电池续航时间成为了一个关键的限制因素。

动态电压缩放（DVS）技术利用了采用CMOS（互补金属氧化物半导体晶体管）技术制造的现代处理器的能量特性，以及任务通常存在一些空闲时间的事实，能够在增加任务执行时间的代价下降低能耗。在硬实时系统中，任务执行时间的延长必须符合其时间要求，即必须满足其截止日期。

目前大多数关于硬实时DVS的研究只考虑常规的固定优先级任务集，其中任务是系统中的最小单位，且只有单一优先级。而我们关注的是周期性任务集的DVS，其中每个任务由一系列具有不同固定优先级的子任务组成，我们将这种任务模型称为MSPR模型（具有优先级关系的多个子任务），它是常规固定优先级任务模型的扩展。

我们提出了一种基于MSPR模型的节能调度算法，该算法分为两部分：第一部分通过分析任务之间的关系来计算每个子任务的减速因子；第二部分在运行时回收和复用先前子任务的空闲时间。该算法旨在节省能源，同时确保所有任务都能满足其截止日期。

二、系统模型和时序分析技术

1. 任务模型
   • 系统由n个周期性任务组成，用Г = {τ1,···,τn}表示。任务τi用三元组{Ti, Di, Ci}表示，其中Ti是周期，Di是相对截止日期，Ci是最坏情况执行时间（WCET）。每隔Ti间隔生成一个τi的实例，称