学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于RTEMS的任务调度与通信机制的研究

作 者: 刘建东
导 师: 武俊鹏
学 校: 哈尔滨工程大学
专 业: 计算机应用技术
关键词: RTEMS 任务调度 通信机制 两级调度策略 带宽控制机制
分类号: TP393.01
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 15次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
 

内容摘要


任务调度通信机制是实现RTEMS系统实时性和可靠性的重要保证。目前RTEMS系统采用基于线程并以任务优先级为驱动,支持抢占,同等优先级的任务分时共享处理器的调度策略。优点是执行效率高,系统的开销小,具有一定的实时性和可靠性。同时也存在着如下问题,由于采用单一的调度策略,不能够支持需要使用多调度策略的实时多任务应用程序;由于采用了基于优先级且支持抢占的调度模型,有可能发生非期待的任务抢占,造成较大的系统开销,从而降低系统实时性和可靠性。这些问题仅靠硬件性能的提升并不能得到有效的解决。本文重点研究基于RTEMS的任务调度策略和通信机制。首先,针对标准RTEMS系统采用单一的调度策略,不能满足使用多种调度策略的实时多任务应用程序需求的问题,提出了一种可扩展任务调度策略的TLSS策略;在该策略中,当存在多个同等优先级的调度策略就绪队列,并有一个队列的任务长时间占用CPU时,会造成其它队列的任务长时间不能被调度,针对这个问题,提出通过为调度策略预设带宽,轮转调度同等优先级调度策略任务的,实现对TLSS策略管理的一种BCM机制。然后,针对多调度策略中的任务可能出现非期待抢占,导致系统性能降低问题,引入对调度策略的任务进行可调度性分析。最后,分别从信号量互斥机制、消息通信机制、事件同步机制和信号异步机制四个方面,阐述了使用TLSS调度策略和BCM控制机制的RTEMS多任务之间的通信和同步机制。通过仿真实验对TB-RTEMS系统的TLSS策略、BCM机制和信号量机制进行了仿真实验及理论分析。结果表明,TLSS策略能够有效提高系统的实时性和可靠性;BCM机制能够保证TLSS策略均衡执行不同调度策略就绪队列的任务;任务的可调度性分析可避免出现非期待的任务抢占,提高任务执行的效率;通信机制则可为多任务并发执行提供通信和同步功能。因此该研究对RTMES系统的发展具有一定的意义。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-16
  1.1 课题的背景与意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
    1.2.1 嵌入式系统现状综述  11-13
    1.2.2 RTEMS 系统研究现状  13-14
  1.3 主要研究内容  14-15
  1.4 论文的组织结构  15-16
第2章 标准 RTEMS 系统剖析  16-28
  2.1 RTEMS 的任务分析  16-19
    2.1.1 任务控制块  16-17
    2.1.2 任务状态  17-18
    2.1.3 任务优先级  18-19
  2.2 任务调度算法  19-23
    2.2.1 RTOS 任务调度算法  19-21
    2.2.2 EDF 和 RM 调度策略  21-22
    2.2.3 RTEMS 任务调度算法  22-23
  2.3 RTEMS 中断机制  23-25
  2.4 RTEMS 体系结构  25-26
  2.5 RTEMS 任务调度算法的不足  26-27
  2.6 本章小结  27-28
第3章 两级调度策略和带宽控制机制  28-46
  3.1 需求和目标  28-31
    3.1.1 TB-RTEMS 系统的需求  28-29
    3.1.2 TB-RTEMS 系统的目标  29-30
    3.1.3 TB-RTEMS 系统的体系结构  30-31
  3.2 TLSS 调度策略  31-40
    3.2.1 优先级管理  34-36
    3.2.2 对象管理  36-38
    3.2.3 任务管理  38-39
    3.2.4 中断管理  39-40
  3.3 BCM 控制机制  40-42
  3.4 可调度性分析  42-44
  3.5 本章小结  44-46
第4章 基于 TB-RTEMS 系统的通信机制  46-52
  4.1 信号量管理  46-48
    4.1.1 数据结构  46-47
    4.1.2 信号量互斥机制  47-48
  4.2 消息管理  48-50
    4.2.1 数据结构  48-49
    4.2.2 消息通信机制  49-50
  4.3 事件同步管理  50
  4.4 信号异步管理  50
  4.5 本章小结  50-52
第5章 仿真实验与结果分析  52-66
  5.1 实验环境  52
  5.2 TLSS 调度策略和 BCM 控制机制的验证  52-62
    5.2.1 测试用例  52-54
    5.2.2 测试结果  54-60
    5.2.3 结果分析  60-62
  5.3 TB-RTEMS 系统的通信机制的验证  62-64
    5.3.1 测试用例  62-63
    5.3.2 测试结果  63-64
    5.3.3 结果分析  64
  5.4 本章小结  64-66
结论  66-68
参考文献  68-72
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  72-74
致谢  74

相似论文

  1. 基于混合自适应遗传算法的动态网格调度问题研究,TP393.09
  2. 基于移动Agent的分布式网络通信机制的研究,TP393.02
  3. 网格任务调度算法研究及其有色Petri网的建模与仿真,TP301.1
  4. 嵌入式实时操作系统MQX的内核分析及应用研究,TP316.2
  5. 基于MPSO算法的云计算任务调度策略研究,TP3
  6. 多核系统中实时任务调度算法的研究,TP332
  7. 基于智能的分布式算法的设计与实现,TP338.8
  8. 小型无人直升机飞行控制与任务调度,V249.1
  9. 电子商务中一种基于邮箱的移动代理通信研究,TP393.09
  10. 基于GALS的多核互连及任务调度策略研究,TN47
  11. 多核集群环境下并行地理计算执行时间预测技术研究,TP338.6
  12. 基于改进PSO算法的网格任务调度算法,TP393.09
  13. 基于Min-Min和Max-Min算法改进的网格调度算法的研究,TP393.01
  14. 实时操作系统核心算法的硬件实现,TP316.2
  15. 工作流系统中任务调度策略研究,TP311.52
  16. 数据仓库ETL分配与调度模型研究,TP311.13
  17. 可重构系统操作系统布局与任务调度算法设计与实现,TP316
  18. 超低成本手机应用软件架构的设计与实现,TP311.52
  19. 基于VxWorks的MTP协议分析与实现,TP316.2
  20. 基于RTEMS多核嵌入式系统安全性及引导技术研究,TP368.11
  21. 面向多级SPM存储的并行程序优化,TP333

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 计算机网络理论
© 2012 www.xueweilunwen.com