多核系統中實時調度策略的設計與分析技術的研究

《多核系統中實時調度策略的設計與分析技術的研究》是依託東北大學，由鄧慶緒擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：多核系統中實時調度策略的設計與分析技術的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：鄧慶緒
• 依託單位：東北大學

中文摘要

隨著套用需求的提升，實時系統日益複雜，因此對系統性能提出了越來越高的要求。由多核處理器組成的多核系統在性能上具有非常好的規模伸縮性，因此得到了實時嵌入式領域的廣泛關注。多核系統通常採用共享Cache和通信匯流排的設計，多個核心上的任務對這些共享資源的細粒度訪問造成了系統時間行為的複雜性和不可預測性，給實時系統的時間特性的分析帶來了巨大挑戰。本項目將針對主流多核系統的結構特點，研究Cache敏感的多核實時調度策略，以及通信資源敏感的多核實時調度策略，研究基於共享Cache的程式最壞情況執行時間分析技術，最後設計實現一個多核實時調度原型系統及其配套的分析工具。通過上述工作達到在儘量少的損失多核系統平均性能的前提下，系統的時間可預測性得到充分保證的最終目標，為多核系統在實時系統中的套用突破一些技術瓶頸。

結題摘要

隨著多核處理器的飛速發展，越來越多的嵌入式實時系統設計者選擇多核處理器作為硬體平台，以滿足各類套用不斷增長的高性能與低功耗的需求。更高質量和更高效率的多核處理器實時調度技術已成為這一發展趨勢的迫切需要。在過去的四十年中，面向單核處理器的實時調度技術已經發展得比較成熟。相比之下，面向多核並行體系結構的實時調度，無論從理論方面還是系統實現方面依然面臨著巨大挑戰。基於這一背景，本項目研究面向多核體系結構的實時調度技術，旨在突破多處理機或多核實時調度中的一些重要的理論和關鍵技術，並解決在多核平台上構建實時系統的實際挑戰。 本項目研究面向多核體系結構的實時調度技術，研究內容包括：多處理機調度中全局調度和劃分（及準劃分）調度算法中的一些新理論研究，提高多處理機系統的平均實時性能的調度技術研究，Cache敏感的多核實時調度策略，通信資源敏感的多核實時調度策略，以及基於共享Cache的程式最壞情況執行時間分析技術，並在此基礎上設計實現一個多核實時調度原型系統及其配套的分析工具。本項目的研究成果為面向多核處理器的實時系統的設計與分析提供了重要的理論依據，並對解決在多核系統上部署實時系統的實際問題具有很好的參考價值。 三年來，我們針對上述目標，跟隨該領域的發展進行了相關研究工作，在基於準劃分策略的固定優先權多核實時調度、不可搶占的固定優先權全局調度、面向混合關鍵性任務的實時調度、實時任務的節能調度、結合模型檢測技術和抽象解釋技術的多核處理器WCET分析、基於剪枝技術的WCET分析技術、實時作業系統WCET分析、共享存儲敏感的實時調度分析等方面取得了大量研究成果，在包括該領域頂級會議的國際、國內學術會議和期刊上發表論文30餘篇，2篇文章獲得該領域頂級會議(RTSS2010, RTAS2010)最佳論文提名，獲得一項遼寧省技術發明一等獎，培養博士生4名，碩士生19名，先後派7人去境外訪學、交流或參加國際會議。