基于動(dòng)態(tài)時(shí)間片的速率單調(diào)實(shí)時(shí)調(diào)度方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提出了一種基于動(dòng)態(tài)時(shí)間片的速率單調(diào)實(shí)時(shí)調(diào)度方法，該方法的系統(tǒng)首先設(shè)置多個(gè)隔離的就緒隊(duì)列，依據(jù)不同的優(yōu)先級(jí)，將實(shí)時(shí)任務(wù)分配到幾個(gè)不同級(jí)別的隊(duì)列中；各個(gè)隊(duì)列按照級(jí)別先后進(jìn)入處理機(jī)，高優(yōu)先級(jí)的隊(duì)列，任務(wù)的初始時(shí)間片設(shè)置的較短，低優(yōu)先級(jí)的隊(duì)列，任務(wù)的初始時(shí)間片設(shè)置的較長(zhǎng)；第一個(gè)任務(wù)時(shí)間片是初始時(shí)間片，每個(gè)隊(duì)列的初始時(shí)間片T與該序列的優(yōu)先級(jí)P的關(guān)系為T(mén)=kP（k為常數(shù)），隊(duì)列中剩余的每個(gè)任務(wù)的時(shí)間片動(dòng)態(tài)調(diào)整。如果隊(duì)列上的某個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)運(yùn)行超過(guò)分配運(yùn)行時(shí)間，若繼續(xù)運(yùn)行下去,有可能造成整個(gè)隊(duì)列的延時(shí)，則放棄該任務(wù)，并記錄其ID；本系統(tǒng)可以通過(guò)調(diào)整參數(shù)k值使系統(tǒng)適應(yīng)于不同類(lèi)型的無(wú)線業(yè)務(wù)，具有一定的靈活性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于動(dòng)態(tài)時(shí)間片的速率單調(diào)實(shí)時(shí)調(diào)度方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)無(wú)線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于動(dòng)態(tài)時(shí)間片的速率單調(diào)實(shí)時(shí)調(diào)度方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市規(guī)劃建設(shè)水平的提高和城市人口數(shù)量的劇增，高層以及超高層建筑的數(shù)量越來(lái)越多，這對(duì)家居智能化提出了更高的要求。作為家居智能化產(chǎn)業(yè)鏈中的一部分——智能抄表系統(tǒng)也同時(shí)得到了蓬勃發(fā)展。無(wú)線抄表系統(tǒng)作為服務(wù)于燃?xì)?、電力、自?lái)水行業(yè)的工具，它的出現(xiàn)大大減少了抄表人員的勞動(dòng)量，提高了企業(yè)效率，并給住戶帶來(lái)了方便。但是傳統(tǒng)的無(wú)線抄表系統(tǒng)存在的數(shù)據(jù)重傳次數(shù)多、實(shí)時(shí)性差、傳輸效率低等缺點(diǎn)，若將實(shí)時(shí)調(diào)度方法應(yīng)用于無(wú)線抄表系統(tǒng)中，能改進(jìn)上述缺點(diǎn)。
[0003]實(shí)時(shí)調(diào)度方法是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的核心，經(jīng)典的實(shí)時(shí)調(diào)度方法主要有最早截止時(shí)間優(yōu)先方法和速率單調(diào)優(yōu)先調(diào)度方法兩種。
[0004]單調(diào)速率調(diào)度方法是一種典型的靜態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)度方法，它根據(jù)任務(wù)執(zhí)行周期的長(zhǎng)短來(lái)決定調(diào)度優(yōu)先級(jí)，執(zhí)行周期小的任務(wù)具有較高的優(yōu)先級(jí)。這種調(diào)度方式主要適合周期性任務(wù)，對(duì)于突發(fā)性任務(wù)，無(wú)法預(yù)先估計(jì)執(zhí)行時(shí)間，因而會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的執(zhí)行效率很低
[0005]最早截止時(shí)間優(yōu)先調(diào)度方法是一種典型的動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)度方法，它根據(jù)就緒隊(duì)列中各個(gè)任務(wù)的截止期限來(lái)分配優(yōu)先級(jí)，具有最近截止期限的任務(wù)優(yōu)先級(jí)最高。主要缺點(diǎn)是一旦發(fā)生瞬時(shí)任務(wù)過(guò)載，系統(tǒng)行為不可預(yù)測(cè)，可能發(fā)生多米諾骨牌現(xiàn)象，一個(gè)任務(wù)丟失時(shí)會(huì)引起一連串的任務(wù)接連丟失。而本發(fā)明能夠很好地解決上面的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的在于針對(duì)大多數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)度方法在無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸中應(yīng)用的不足，提出了一種兼顧響應(yīng)時(shí)間和傳輸速率的新型實(shí)時(shí)調(diào)度方法，該方法在優(yōu)先級(jí)搶占方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合了單調(diào)速率調(diào)度方法和時(shí)間片輪轉(zhuǎn)方法的優(yōu)點(diǎn)，該方法將每個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)看作實(shí)時(shí)任務(wù)，設(shè)置多個(gè)隔離的就緒隊(duì)列，將任務(wù)分配到幾個(gè)不同級(jí)別的隊(duì)列中，每個(gè)隊(duì)列依據(jù)不同的優(yōu)先級(jí)，依次進(jìn)入處理機(jī)。任務(wù)隊(duì)列中每個(gè)任務(wù)的時(shí)間片依據(jù)信噪比動(dòng)態(tài)調(diào)整。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:本發(fā)明提供一種基于動(dòng)態(tài)時(shí)間片的速率單調(diào)實(shí)時(shí)調(diào)度方法，該方法包括如下步驟:
[0008]步驟1:設(shè)置多個(gè)隔離的就緒隊(duì)列，依據(jù)不同的優(yōu)先級(jí)，將實(shí)時(shí)任務(wù)分配到幾個(gè)不同級(jí)別的隊(duì)列中；
[0009]步驟2:各個(gè)隊(duì)列按照級(jí)別先后進(jìn)入處理機(jī)，高優(yōu)先級(jí)的隊(duì)列，任務(wù)的初始時(shí)間片設(shè)置的較短，低優(yōu)先級(jí)的隊(duì)列，任務(wù)的初始時(shí)間片設(shè)置的較長(zhǎng)；
[0010]步驟3:第一個(gè)任務(wù)時(shí)間片是初始時(shí)間片，每個(gè)隊(duì)列的初始時(shí)間片T與該序列的優(yōu)先級(jí)P的關(guān)系為T(mén)=kP，其中k為常數(shù)；隊(duì)列中剩余的每個(gè)任務(wù)的時(shí)間片動(dòng)態(tài)調(diào)整；若在時(shí)間片內(nèi)，前一個(gè)任務(wù)完成，則將接下來(lái)任務(wù)的時(shí)間片減小0.05s，以此類(lèi)推，漸次減??；若一旦遇到某個(gè)任務(wù)在時(shí)間片內(nèi)無(wú)法完成，時(shí)間片的設(shè)置開(kāi)始每次增大0.05s,以此類(lèi)推，漸次減??；若一旦遇到某個(gè)任務(wù)在時(shí)間片內(nèi)無(wú)法完成，時(shí)間片的設(shè)置開(kāi)始每次增大0.05s，直到任務(wù)能夠完成；
[0011]步驟4:如果隊(duì)列上的某個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)運(yùn)行超過(guò)分配運(yùn)行時(shí)間，若繼續(xù)運(yùn)行下去，有可能造成整個(gè)隊(duì)列的延時(shí)，則放棄該任務(wù)，并記錄其ID ；
[0012]步驟5:在所有隊(duì)列均執(zhí)行完畢后，對(duì)執(zhí)行失敗的任務(wù)依據(jù)記錄的ID依次進(jìn)行執(zhí)行。
[0013]有益效果:
[0014]1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了將實(shí)時(shí)調(diào)度方法應(yīng)用于無(wú)線抄表系統(tǒng)中。
[0015]2、本發(fā)明的任務(wù)優(yōu)先級(jí)能夠根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)改變，更好地解決了系統(tǒng)適應(yīng)性問(wèn)題。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明方法流程圖。
[0017]圖2為本發(fā)明時(shí)間片動(dòng)態(tài)設(shè)置示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明實(shí) 施例的時(shí)鐘電路原理圖。
[0020]圖5為本發(fā)明實(shí)施例的復(fù)位電路原理圖。
[0021]圖6為本發(fā)明實(shí)施例的JTAG調(diào)試電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]如圖3至圖6所示，本發(fā)明的平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)是采用UC/OS-1I內(nèi)核，該內(nèi)核是開(kāi)源、搶占式的，其包含了操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度、任務(wù)管理、時(shí)間管理、內(nèi)存管理、定時(shí)管理以及任務(wù)通信與同步等基本的特性。其優(yōu)先級(jí)搶占策略，能夠保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。yC/OS-1I內(nèi)核中，一般只需要移植os_cpu.h, os_cpu_a.asm和os_cpu_c.c文件。
[0024]在本發(fā)明的調(diào)度方法中，一個(gè)隊(duì)列對(duì)應(yīng)多個(gè)任務(wù)，系統(tǒng)要構(gòu)造一個(gè)結(jié)構(gòu)體0S_line，用來(lái)控制隊(duì)列，稱(chēng)作隊(duì)列控制塊，如表1所示，主要包含下列元素:
[0025](I) OSPrio:隊(duì)列的優(yōu)先級(jí)，占 3bits。
[0026](2) line_Stat:隊(duì)列的狀態(tài),如果該隊(duì)列處于就緒狀態(tài),那么這個(gè)變量就置為就緒，占 2bits。
[0027](3) Count:當(dāng)前優(yōu)先級(jí)下含有的任務(wù)數(shù)，占9bits。
[0028](4) Tcount:當(dāng)前隊(duì)列的初始時(shí)間片大小，占3bits。
[0029]
【權(quán)利要求】
1.基于動(dòng)態(tài)時(shí)間片的速率單調(diào)實(shí)時(shí)調(diào)度方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 步驟1:設(shè)置多個(gè)隔離的就緒隊(duì)列，依據(jù)不同的優(yōu)先級(jí)，將實(shí)時(shí)任務(wù)分配到幾個(gè)不同級(jí)別的隊(duì)列中； 步驟2:各個(gè)隊(duì)列按照級(jí)別先后進(jìn)入處理機(jī)，高優(yōu)先級(jí)的隊(duì)列，任務(wù)的初始時(shí)間片設(shè)置的較短，低優(yōu)先級(jí)的隊(duì)列，任務(wù)的初始時(shí)間片設(shè)置的較長(zhǎng)； 步驟3:第一個(gè)任務(wù)時(shí)間片是初始時(shí)間片，每個(gè)隊(duì)列的初始時(shí)間片T與該序列的優(yōu)先級(jí)P的關(guān)系為T(mén)=kP，其中k為常數(shù)；隊(duì)列中剩余的每個(gè)任務(wù)的時(shí)間片動(dòng)態(tài)調(diào)整；若在時(shí)間片內(nèi)，前一個(gè)任務(wù)完成，則將接下來(lái)任務(wù)的時(shí)間片減小0.05s,以此類(lèi)推，漸次減??；若一旦遇到某個(gè)任務(wù)在時(shí)間片內(nèi)無(wú)法完成，時(shí)間片的設(shè)置開(kāi)始每次增大0.05s，直到任務(wù)能夠完成； 步驟4:如果隊(duì)列上的某個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)運(yùn)行超過(guò)分配運(yùn)行時(shí)間，若繼續(xù)運(yùn)行下去，有可能造成整個(gè)隊(duì)列的延時(shí)，則放棄該任務(wù)，并記錄其ID ； 步驟5:在所有隊(duì)列均執(zhí)行完畢后，對(duì)執(zhí)行失敗的任務(wù)依據(jù)記錄的ID依次進(jìn)行執(zhí)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動(dòng)態(tài)時(shí)間片的速率單調(diào)實(shí)時(shí)調(diào)度方法，其特征在于:所述方法是在優(yōu)先級(jí)搶占方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合了單調(diào)速率調(diào)度方法和時(shí)間片輪轉(zhuǎn)方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于動(dòng)態(tài)時(shí)間片的速率單調(diào)實(shí)時(shí)調(diào)度方法，其特征在于:所述方法將每個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)看作實(shí)時(shí)任務(wù)，設(shè)置多個(gè)隔離的就緒隊(duì)列，將任務(wù)分配到幾個(gè)不同級(jí)別的隊(duì)列中，每個(gè)隊(duì)列依據(jù)不同的優(yōu)先級(jí)，依次進(jìn)入處理機(jī)；任務(wù)隊(duì)列中每個(gè)任務(wù)的時(shí)間片依據(jù)信噪比動(dòng)態(tài)調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動(dòng)態(tài)時(shí)間片的速率單調(diào)實(shí)時(shí)調(diào)度方法，其特征在于:所述方法的平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)是采用yc/os-n內(nèi)核。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種基于動(dòng)態(tài)時(shí)間片的速率單調(diào)實(shí)時(shí)調(diào)度方法，其特征在于:所述方法的平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)內(nèi)核為開(kāi)源、搶占式的，包含了操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度、任務(wù)管理、時(shí)間管理、內(nèi)存管理、定時(shí)管理以及任務(wù)通信與同步。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于動(dòng)態(tài)時(shí)間片的速率單調(diào)實(shí)時(shí)調(diào)度方法，其特征在于:所述方法為一個(gè)隊(duì)列對(duì)應(yīng)多個(gè)任務(wù)；所述平臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)造為一個(gè)結(jié)構(gòu)體。
【文檔編號(hào)】G06F9/48GK103885825SQ201410079766
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】張學(xué)軍, 周浩 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)