執(zhí)行軌跡；
[0027]圖3A到3C示出圖1中的圖的轉(zhuǎn)化以及生成的靜態(tài)執(zhí)行模板；
[0028]圖4是符合具有采用不同時間約束的分支備選的靈活性任務模型的實時任務圖的示例；
[0029]圖5A到5C示出針對時間約束的第一備選的圖4的圖的轉(zhuǎn)化，以及生成的靜態(tài)執(zhí)行模板；
[0030]圖6A到6C示出針對時間約束的第二備選的圖4的圖的轉(zhuǎn)化；以及
[0031]圖7A和7B說明地示出用于圖5C的執(zhí)行模板的優(yōu)化步驟。
【具體實施方式】
[0032]圖1是符合靈活性任務模型的示例性實時任務圖。在這個圖中，如同以下陳述的其它圖，通過在源節(jié)點和目標節(jié)點的兩個轉(zhuǎn)換節(jié)點之間的定向的弧線，表示組成任務的每個進程。節(jié)點是在執(zhí)行任務期間由操作系統(tǒng)使用以便組織進程啟動的同步點。向每個進程指派用于識別對應同步點之間的持續(xù)時間的時間約束。
[0033]另外，對于在其時間約束的限制內(nèi)將要執(zhí)行的進程，它也具有物理的資源需求(CPU占用，內(nèi)存印記)。
[0034]采用信息x+N注釋圖中的每條弧線(或進程)，其中X是資源需求標識并且N是時間約束標識?？蓪①Y源需求X表示為時間，即假設進程具有所有的硬件資源時完成進程所需要的時間。時間約束可以是定義時間單位的整數(shù)。因此，以相同的時間單位表示X和N，選擇值X和N使X < N。如果X = N，則進程要求貫通由時間約束定義的時隙的所有硬件資源，從而沒有其它進程可在同一間隙中被并行執(zhí)行。(資源需求和時間約束的計算不是本發(fā)明的主題，并且將不會詳細描述)
[0035]在下文中，用于指定資源需求的字母同樣識別進程。
[0036]圖或任務被稱為依據(jù)其中包括任意組織的分支和環(huán)路的“靈活性模型”。因為每條分支是在運行時動態(tài)地，并且以不可預測的方式確定的，所以進程的執(zhí)行順序一般是非周期性的。將在下文中理解該結(jié)論。
[0037]圖2A示出圖1的圖的示例性執(zhí)行軌跡。在通過進程的時間約束而定義的步的時間軸上示出在執(zhí)行期間交叉的節(jié)點。因此，將節(jié)點定位于其中操作系統(tǒng)啟動對應進程的固定的同步點處。
[0038]每個進程可根據(jù)它的需要和實際可用資源來采取可變的時間。操作系統(tǒng)也執(zhí)行被配置成通過每個進程計算執(zhí)行中所花費的時間的監(jiān)視器進程。如果進程超過向其指派的時間需求，則監(jiān)視器發(fā)出異常信號。因此可認為時間需求是執(zhí)行時間限額。
[0039]圖1中的圖的任務的執(zhí)行從節(jié)點I開始，其中第一分支發(fā)生在兩個備選進程a和b之間。選擇進程b用于執(zhí)行，則導向節(jié)點2。進程d在節(jié)點2和4之間執(zhí)行。在節(jié)點4，新的分支發(fā)生在進程f和進程g之間；選擇進程g用于執(zhí)行，則導向節(jié)點3。進程c在節(jié)點3和5之間執(zhí)行。在節(jié)點5，新的分支發(fā)生在進程e和進程h之間；選擇進程h用于執(zhí)行，則導向節(jié)點2...
[0040]總之，針對進程設定的資源需求可以顯著小于時間約束，意味著任務執(zhí)行留出可用資源以便并行地實施其它任務。
[0041]圖2B示出與圖2A的任務并行執(zhí)行的任務的執(zhí)行軌跡。該并行任務包括具有采用相同標記定義的資源需求的一系列進程m，n，p，q和r。為了幫助理解，該任務采用與圖2A中的這些任務對齊但時間約束有變化的同步點示出。對于這個將要與圖2A中的任務并行調(diào)度的任務，在同步點之間的任意間隔內(nèi)，可期望進程的資源需求之和與時間約束兼容。在時間軸下說明地示出滿足示例的一組可能的不等式。
[0042]因此，并行調(diào)度兩個任務涉及導出必要參數(shù)的一系列進程的知識。如果可離線確定該系列，則同樣可離線地進行調(diào)度，即靜態(tài)調(diào)度。當任務符合靈活性模型，即特別是當它包括分支時，一般不可能離線地得知序列。那么當可識別分支狀態(tài)時，傳統(tǒng)上動態(tài)地實現(xiàn)調(diào)度，即在運行時實現(xiàn)。
[0043]在關鍵實時系統(tǒng)中，此外期望驗證系統(tǒng)對于任何調(diào)度組合都是安全的。這在傳統(tǒng)上是通過測試所有組合而實現(xiàn)的。當動態(tài)地實現(xiàn)調(diào)度時，測試的組合數(shù)量在實際中可能是禁止性的。
[0044]本文中公開了用于實施符合靈活性模型的任務的靜態(tài)或者離線調(diào)度的方法。該方法的目的在于限制調(diào)度組合的數(shù)量，從而可使用常規(guī)工具來耗盡一切地驗證。尋求為每個任務建立通過離線調(diào)度工具可開發(fā)的所謂靜態(tài)的“執(zhí)行模板”。
[0045]為了這個目的，在執(zhí)行模板中向可跟隨分支發(fā)展的兩個備選進程指派單獨的時隙。將指派給單獨間隙的資源需求定義為等于兩個備選進程中的較大資源需求。指派給間隙的時間約束，即間隙的邊界留待定義。
[0046]在第一方法中，將解決其中備選進程具有相同時間約束的情況。在更通用情況下，如以下進一步討論的，可以找到將任意情況變?yōu)槠渲袃蓚€備選進程具有相同時間約束的情況的轉(zhuǎn)化。
[0047]在圖1的圖中，跟隨每條分支(節(jié)點1，4和5)發(fā)展的備選進程剛好具有相同的時間約束。
[0048]圖3A說明地示出轉(zhuǎn)換圖1的圖的第一步。兩個備選進程a和b的兩個目標節(jié)點2和3合并為單獨節(jié)點2_3。連接節(jié)點2和3到節(jié)點4和5的弧線都連接到節(jié)點2_3。從節(jié)點I到節(jié)點2和3的兩條弧線合并為單獨的弧線。這個唯一的弧線與表示進程a和b中任何一個的“矛盾”進程相關聯(lián)，并且被標注為a I b+2。如通過這個注釋所指示的，進程a和b的公共時間約束(+2)為矛盾進程的時間約束。矛盾進程的資源需求被定義為等于進程a和b中資源需求的最大值max (a, b)。
[0049]可注意到不是分支備選的進程c和d，變成在合并的節(jié)點2_3處起始的備選。還可以注意到由于節(jié)點2和3被合并的事實，將從節(jié)點4和5行進到節(jié)點2和3的備選f，g和e，h組合在一起。在這個階段，這些備選已可以通過單獨弧線來表示，像弧線a I b+2 ο
[0050]圖3B說明地示出圖1的任務圖的轉(zhuǎn)換的最終步驟。將備選進程c和d的目標節(jié)點4和5合并為節(jié)點4_5。存在從節(jié)點2_3行進到節(jié)點4_5的具有相同時間約束(+4)的兩個進程c和d，和以相反方向行進的具有相同時間約束(+2)的四個進程e，f，g和h。根據(jù)應用于備選進程a和b的規(guī)則，將從同一源節(jié)點到同一目標節(jié)點并具有相同時間約束的所有弧線合并為指派給保持時間約束的矛盾進程的單獨弧線，并且將其資源需求設定為等于被合并的弧線中的資源需求的最大者。因此獲得從節(jié)點2_3到節(jié)點4_5的具有資源需求max (c, d)的單獨的矛盾進程c | d+4，以及反向的具有資源需求max (e, f, g, h)的單獨的矛盾進程e|f|g|h+2。因此移除圖中的所有備選來產(chǎn)生具有由環(huán)路中執(zhí)行的循環(huán)部分終結(jié)的線性路徑的圖是可能的。
[0051]圖3C說明地示出從圖3B的轉(zhuǎn)換圖中確定的執(zhí)行模板，與圖2A的執(zhí)行軌跡具有相同的格式。模板和軌跡之間的顯著差異在于，可使用圖3B的所轉(zhuǎn)換的圖離線確定模板。
[0052]在時間t = 0，在節(jié)點I決定備選進程a和b中的一個備選進程的執(zhí)行。無論什么進程，都在節(jié)點I和2_3之間限定的單獨間隙中執(zhí)行，其持續(xù)時間與兩個備選都兼容。因此在節(jié)點2_3和4_5之間限定的下一間隙中執(zhí)行進程c和d中的任意一個進程。最后，在節(jié)點4_5和2_3之間限定的間隙中執(zhí)行進程e，f，g和h。然后執(zhí)行從節(jié)點2_3繼續(xù)新循環(huán)R0
[0053]指派給節(jié)點I，2_3，4_5和2_3之間