实时调度单处理器实时调度

发布网友 发布时间：2024-10-16 01:08

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热心网友 时间：2024-10-16 13:42

本文讨论的是单处理器实时调度中的关键算法——RMS（Rate-Monotonic Scheduling，单调速率调度）。RMS算法是基于任务周期分配优先级，周期越短的优先级越高。其前提是所有任务的CPU利用率U不大于1，否则任务集不可调度。1973年Liu和Layland的工作中，RMS被证明是单处理器静态调度下的最优算法，可通过计算系统资源利用率来判断任务可调度性，并给出了最小系统利用率的公式。

在RMS模型中，任务以周期性请求的形式出现，每个任务在周期起点释放，高优先级任务可以抢占低优先级任务。其调度规则是任务的优先级与其执行周期成反比。定理1指出，一个任务集能被RMPA调度的必要条件是，当所有任务同时请求时，每个任务仍能按时完成。这为证明RMS的最优性提供了基础。

尽管RMS具有简单、高效和易于实现的优点，但其最大缺点是处理器利用率较低，当任务数量无限大时，利用率不超过70%。相比之下，动态调度算法如EDF（最早截止期最先）和LLF（最少空闲时间最先）可以实现100%的处理器利用率，但计算开销较大。在处理共享资源的实时任务时，RMS可能会导致优先级倒置，这时需要使用协议来控制优先级倒置的时间。

对于非周期任务，RMS可以通过延迟服务器或随机服务器算法进行调度。这些算法将非周期任务转化为周期任务，然后采用RMS调度。然而，这些方法可能引发抖动或与理论预测不符，需要进行适当的修改。

总结来说，RMS是单处理器实时调度的基础理论，而EDF和LLF则提供了动态调度的高效解决方案，尽管它们各有优缺点，但都是实时调度中不可或缺的部分。

嵌入式系统在当今的生产和生活中得到了广泛的应用,鉴于嵌入式实时系统的特点,要求任务调度等实时内核功能精简和高效。综合了EDF 和RM调度策略的CSD 调度策略,更加适合嵌入式系统的特点,满足其内核的要求。任务调度策略是实时系统内核的关键部分,如何进行任务调度,使得各个任务能在其期限之内得以完成是实时操作系统的一个重要的研究领域。它的精简和高效,对提高低处理能力,小内存系统整体性能具有重大的意义。