多核混合關鍵度實時系統中同步感知的調度方法研究

《多核混合關鍵度實時系統中同步感知的調度方法研究》是依託華中科技大學，由韓建軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：多核混合關鍵度實時系統中同步感知的調度方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：韓建軍
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

多核技術發展以及混合關鍵度(MC)實時系統性能需求不斷提高,研究多核MC實時調度理論,對最佳化多核處理能力和提高實時套用服務質量有重要價值.項目從MC實時套用本質特徵及多核資源共享系統結構出發,致力於同步感知的資源訪問協定、任務映射策略、能效管理機制及其可調度分析、可持續判定等調度方法研究.針對多核共享資源獨占訪問而導致的優先權及關鍵度反轉問題,提出新的無死鎖資源訪問協定,分析並降低不同類型同步開銷的上限;理論探討該協定下回響時間、系統利用率上限等可調度條件,挖掘同步開銷與映射策略的內在聯繫;據此研究同步感知的任務映射策略,提高任務可調度比率,並推導可持續判定條件以改善映射策略的魯棒性;基於這些研究,設計能效管理機制,合理分配線上空閒以有效節能並維護系統穩定可靠;最終在實時作業系統上驗證並最佳化提出的調度方法.本研究將為多核MC實時套用領域提供新的方法途徑,可進一步促進多核實時處理技術的發展.

結題摘要

多核技術發展以及混合關鍵(MC)實時系統性能需求不斷提高，研究多核MC實時調度理論，對最佳化多核處理能力和提高實時套用服務質量有重要價值。 項目從MC實時套用本質特徵及多核資源共享系統結構出發，致力於同步感知的資源訪問協定、任務映射策略、能效管理機制及其可調度分析、可持續判定等調度方法研究。針對多核共享資源獨占訪問而導致的優先權及關鍵度反轉問題，提出了新的無死鎖資源訪問協定，分析並降低不同類型同步開銷的上限。進而，理論探討了該協定下回響時間、系統利用率上限等可調度條件，挖掘同步開銷與映射策略的內在聯繫。據此，研究了同步感知的任務映射策略，提高任務可調度比率，並推導了可持續判定條件，以改善映射策略的魯棒性。基於這些研究，設計了能效管理機制，合理分配線上空閒以有效節能並維護系統穩定可靠。最終在實時作業系統上驗證並最佳化提出的調度方法。錄用/發表學術論文14篇，其中IEEE/ACM Trans論文7篇。獲得湖北省科技進步一等獎等獎勵。本項目的研究將為多核MC實時套用領域提供新的方法途徑，可進一步促進多核實時處理技術的發展。提出的部分算法策略已在作業系統核心上實現，驗證了理論方法的有效性，具有較好的理論及套用價值，可為自主產權的基礎系統軟體研究提供借鑑。另外，提出的並行實時調度方法及技術具有良好的可擴展性，通過改進、定製相關算法，可滿足實時套用需求的多樣化，套用於能量效率、穩定可靠要求較高的嵌入式智慧型系統領域，如軍工航天、智慧型裝備、機器人、無人機、智慧型家居等，符合國家經濟轉型、保障國家安全、大力發展自主產權基礎軟體的戰略目標。