论文部分内容阅读
RTEMS(Real Time Executive for Multiprocessor Systems)实时核常被应用到控制系统中，它和普通操作系统的区别在于，不仅关注系统能否正确处理外部信息，同时更加注重系统是否在规定的时间内完成任务。任务执行期间处理的外部信息中，有的是大量毫不相关的突发信息，有的是相互同步或者互斥的信息。如果个别任务不能在截止期限内完成，就会导致整个应用的非正常运行，更有甚者造成灾难性后果，所以针对RTEMS应用中调度算法验证的研究非常有必要。因此作为保证实时应用质量的方法之一，实时调度算法验证用来检验实时应用中所采用的调度算法是否符合实时设计需求。以RTEMS应用中的周期性任务为中心，对单调速率调度算法(RMS)和最早截止期限优先调度算法(EDF)展开分析，围绕这两种调度算法进行调度算法验证技术研究。结合形式验证和测试验证对周期性调度算法进行检验，主要工作如下：(1)在不修改被测应用和最小化采集任务所造成的性能损失前提下，使用专门为RTEMS扩展的GDB调试器，采集RTEMS应用在运行过程中任务状态变化的数据。(2)设计针对RTEMS应用的任务状态数据采集策略和采集算法，使采集过程对应用性能损失降到最低且采样点尽量靠近任务的关键时刻。研究最优化问题和线性拟合问题，使任务状态采集频率根据任务关键时刻的到达进行自适应调整。(3)使用有限状态自动机作为调度算法验证的模型，对有限状态自动机进行扩展，设计并实现时间自动机和事件自动机。任务状态变化数据驱动事件状态机，事件状态机发生改变时触发时间自动机，通过时间自动机模型判断任务调度结果。对比本文的数据采集算法和等周期数据采集算法，本文所设计的数据采集策略和数据采集算法具有性能损耗低、采集任务负载小、采集点最接近关键时刻等优点，为调度算法验证提供了坚实的基础。以并行任务集为实时应用，有限状态自动机为调度算法验证模型，对RMS和EDF调度算法进行验证，为RTEMS应用的调度算法验证和数据采集技术等领域的发展起到推进作用。