一種arinc653標(biāo)準(zhǔn)下的航電系統(tǒng)分區(qū)窗口調(diào)度方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于嵌入式時(shí)空分區(qū)技術(shù)，涉及一種ARINC653標(biāo)準(zhǔn)下的航電系統(tǒng)分區(qū)窗口調(diào)度方法。通過(guò)計(jì)算基準(zhǔn)時(shí)間片Tp，以基準(zhǔn)時(shí)間片為單位積木式拼接分區(qū)的執(zhí)行窗口時(shí)間、主時(shí)間框架調(diào)度時(shí)間、系統(tǒng)空閑時(shí)間。分區(qū)周期、主時(shí)間框架均為基準(zhǔn)時(shí)間片的整數(shù)倍，將分區(qū)因周期的不同要求而產(chǎn)生的調(diào)度排序問(wèn)題得到簡(jiǎn)化。通過(guò)該方法每個(gè)分區(qū)的周期釋放點(diǎn)均能落在本分區(qū)的時(shí)間窗口上。設(shè)計(jì)了兩種分區(qū)調(diào)度中的周期控制模式以適用于不同類型的嵌入式系統(tǒng)：功能分區(qū)控制模式和IO分區(qū)進(jìn)行控制模式。
【專利說(shuō)明】 —種ARINC653標(biāo)準(zhǔn)下的航電系統(tǒng)分區(qū)窗口調(diào)度方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于嵌入式時(shí)空分區(qū)技術(shù)，涉及一種ARINC653標(biāo)準(zhǔn)下的航電系統(tǒng)分區(qū)窗
口調(diào)度方法。
【背景技術(shù)】
[0002]針對(duì)新型飛機(jī)航空電子系統(tǒng)可移植、可重用、高可靠的需要，美國(guó)航電委員會(huì)于1997年針對(duì)新一代飛機(jī)數(shù)據(jù)綜合化提出的應(yīng)用程序接口標(biāo)準(zhǔn)——Arinc653。Arinc653規(guī)范中定義了應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)隔離，提出時(shí)間隔離、空間分區(qū)的概念。我國(guó)在2005年提出的GJB5357-2005標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)這一概念也作出了相關(guān)定義。
[0003]ARINC653操作系統(tǒng)通過(guò)內(nèi)存管理，給每個(gè)單獨(dú)的應(yīng)用分區(qū)劃分一塊獨(dú)享的內(nèi)存空間，通過(guò)軟件配置可以調(diào)節(jié)虛擬內(nèi)存大小、動(dòng)態(tài)內(nèi)存總大小。分區(qū)的運(yùn)行空間不會(huì)被其他分區(qū)所干擾。采用時(shí)間調(diào)度表的方式調(diào)度多分區(qū)運(yùn)行。設(shè)定一個(gè)總的調(diào)度表主時(shí)間軸大小，用戶可以將時(shí)間軸劃分多個(gè)任意子時(shí)間窗口分配給應(yīng)用分區(qū)運(yùn)行。分區(qū)在自己的時(shí)間窗口內(nèi)獨(dú)享CPU的所有資源，當(dāng)分區(qū)的時(shí)間窗口終止時(shí)，操作系統(tǒng)將強(qiáng)行將資源切換給調(diào)度表中的下一分區(qū)。
[0004]時(shí)分設(shè)計(jì)的CPU資源劃分，使得計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的某一子系統(tǒng)故障將不會(huì)蔓延到其它系統(tǒng)。CPU資源在時(shí)間空間上不會(huì)進(jìn)入某一故障的死鎖狀態(tài)。這種時(shí)分設(shè)計(jì)給系統(tǒng)安全帶來(lái)了提升。
[0005]對(duì)于多任務(wù)多功能的復(fù)雜系統(tǒng)，系統(tǒng)需求、安全等級(jí)、周期以及優(yōu)先級(jí)各不相同，如何給出一個(gè)合理可靠的分區(qū)劃分、分區(qū)排序、窗口分配、調(diào)度順序，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)能否成功的關(guān)鍵。對(duì)于工程應(yīng)用而言，目前還沒(méi)有一套關(guān)于多分區(qū)操作系統(tǒng)時(shí)間片調(diào)度設(shè)計(jì)的完整方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提出一種對(duì)于多任務(wù)多功能的復(fù)雜系統(tǒng)、系統(tǒng)需求、安全等級(jí)、周期以及優(yōu)先級(jí)各不相同的情況下，如何給出一個(gè)合理可靠的分區(qū)劃分、分區(qū)排序、窗口分配、調(diào)度順序的在ARINC653標(biāo)準(zhǔn)下的航電系統(tǒng)分區(qū)窗口調(diào)度方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案
[0008]窗口調(diào)度的假設(shè)條件:
[0009](I)完成分區(qū)任務(wù)劃分后進(jìn)行，適用于分區(qū)劃分個(gè)數(shù)在2?20個(gè)之內(nèi)；
[0010](2)分區(qū)劃分具有唯一獨(dú)立IO分區(qū)，分區(qū)中只有IO分區(qū)具有對(duì)設(shè)備外的總線通訊權(quán)限，其他分區(qū)為功能分區(qū)，僅具有離散量通訊權(quán)限；
[0011](3)分區(qū)劃分運(yùn)算量均衡，針對(duì)于特定性能CPU，最大分區(qū)任務(wù)運(yùn)算量不大于最小分區(qū)任務(wù)運(yùn)算量10倍；
[0012](4)嵌入式系統(tǒng)分區(qū)周期定義為毫秒級(jí)別，分區(qū)任務(wù)周期定義為5ms的整數(shù)倍；
[0013](5)分區(qū)調(diào)度周期大于設(shè)備CPU處理周期10倍以上；[0014](6)分區(qū)間通訊采用端口通訊方式，支持采樣端口或者隊(duì)列端口 ；
[0015]采用單位時(shí)間片Tp方法，將主時(shí)間框架、各分區(qū)運(yùn)行窗口、系統(tǒng)空閑時(shí)間窗口以單位時(shí)間片Tp的整數(shù)倍進(jìn)行排列，最終得到調(diào)度順序。調(diào)度工作流程如下:
[0016]步驟1:針對(duì)機(jī)載計(jì)算機(jī)CPU計(jì)算能力，按照各分區(qū)分配功能，估算系統(tǒng)分區(qū)1、分區(qū)2…、分區(qū)η運(yùn)行開(kāi)銷時(shí)間為tl、t2、t3…tn ；
[0017]步驟2。設(shè)航電系統(tǒng)對(duì)分區(qū)運(yùn)行余量要求為q%，分區(qū)時(shí)間窗口.(Tt])、、
【權(quán)利要求】
1.一種ARINC653標(biāo)準(zhǔn)下的航電系統(tǒng)分區(qū)窗口調(diào)度方法，其特征是，窗口調(diào)度的假設(shè)條件: (O完成分區(qū)任務(wù)劃分后進(jìn)行，適用于分區(qū)劃分個(gè)數(shù)在2至20個(gè)之內(nèi)； (2)分區(qū)劃分具有唯一獨(dú)立IO分區(qū)，分區(qū)中只有IO分區(qū)具有對(duì)設(shè)備外的總線通訊權(quán)限，其他分區(qū)為功能分區(qū)，僅具有離散量通訊權(quán)限； (3)分區(qū)劃分運(yùn)算量均衡，針對(duì)于特定性能CPU，最大分區(qū)不大于最小分區(qū)任務(wù)運(yùn)算量10倍； (4)嵌入式系統(tǒng)分區(qū)周期定義為毫秒級(jí)別，分區(qū)任務(wù)周期定義為5ms的整數(shù)倍； (5)分區(qū)調(diào)度周期大于設(shè)備CPU處理周期10倍以上； (6 )分區(qū)間通訊采用端口通訊方式，支持采樣端口或者隊(duì)列端口 ； 采用單位時(shí)間片Tp方法，將主時(shí)間框架Ts、各分區(qū)運(yùn)行窗口 Tw、系統(tǒng)空閑時(shí)間窗口Idle以單位時(shí)間片Tp的整數(shù)倍進(jìn)行排列，最終得到調(diào)度順序；調(diào)度工作流程如下: 步驟1:針對(duì)機(jī)載計(jì)算機(jī)CPU計(jì)算能力，按照各分區(qū)分配功能，估算系統(tǒng)分區(qū)1、分區(qū)`2…、分區(qū)η運(yùn)行開(kāi)銷時(shí)間為tl、t2、t3…tn ； 步驟2:設(shè)航電系統(tǒng)對(duì)分區(qū)運(yùn)行余量要求為q%，分區(qū)時(shí)間窗口
【文檔編號(hào)】G06F9/50GK103544065SQ201310542756
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】劉冬, 蔡瑞宗, 王東, 王亮 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所