一种面向混合关键性实时系统的容错性任务调度方法与流程

技术特征：

1.一种面向混合关键性实时系统的容错任务调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)任务集模型建立；

(2)任务集预处理，就绪队列置空；

(3)判断就绪队列以及系统的状态；

(4)根据任务关键性执行任务；

(5)验错并判断是否重执行；

(6)任务执行完毕，转步骤(3)。

2.根据权利要求1所述的一种面向混合关键性实时系统的容错任务调度方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括以下步骤：

步骤A1：双关键任务集Γ模型的建立：

Γ＝{τ₁，τ₂，…，τ_i，…τ_n}

其中n为任务集Γ中相互独立的实时周期性任务的个数；

步骤A2：双关键任务τ_i模型的建立：

τ_i＝{T_i，D_i，N_i，L_i，C_i}

其中1≤i≤n，T_i为任务τ_i的周期，D_i为任务τ_i的相对截止时间，N_i为任务τ_i在执行时可以被容忍的最大瞬时错误个数，L_i∈{LO，HI}为任务τ_i的关键性，LO为低关键性，HI为高关键性，C_i为任务τ_i在最坏情况下的执行时间；

步骤A3：实时约束关系的建立：

$\∀{\mathrm{\τ}}_i\∈\mathrm{\Γ}:C_i\left(LO\right)\≤C_i\left(HI\right)\≤D_i\≤T_i$

其中C_i(LO)表示τ_i为低关键性任务时的最坏执行时间，C_i(HI)表示τ_i为高关键性任务时的最坏执行时间；

步骤A4：任务释放时间约束关系的建立：

$\∀{\mathrm{\τ}}_i\∈\mathrm{\Γ}:r_i^{k+1}\≥r_i^k+T_i$

其中为任务τ_i的第k个作业的释放时间。

3.根据权利要求1所述的一种面向混合关键性实时系统的容错任务调度方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括以下步骤：

步骤B1：低关键性任务子集LO(Γ)模型的建立：

LO(Γ)＝{τ_i∈Γ|L_i＝LO}；

步骤B2：高关键性任务子集HI(Γ)模型的建立：

HI(Γ)＝{τ_i∈Γ|L_i＝HI}；

步骤B3：任务执行次数γ_i模型的建立：

γ_i＝2N_i+1；

步骤B4：任务虚拟截止时间模型的建立：

${\mathrm{VD}}_i^k=r_i^k+D_i-{\mathrm{\Δ}}_i$

其中Δ_i是实际释放时间和虚拟释放时间的偏移量；

步骤B5：根据步骤B4对周期转换技术(PT)进行改进，然后应用于任务集，进行预处理，可得到

步骤B6：建立就绪队列Q_ready，并置空。

4.根据权利要求1所述的一种面向混合关键性实时系统的容错任务调度方法，其特征在于，所述步骤(3)具体包括以下步骤：

步骤C1：把Γ′中释放的任务加到就绪队列Q_ready；

步骤C2：如果系统处于空闲状态(State＝idle)并且就绪队列非空转步骤C3；

否则转步骤(2)；

步骤C3:根据最小截止时间优先-虚拟截止时间(EDF-VD)算法将任务从Q_ready中出队。

5.根据权利要求1所述的一种面向混合关键性实时系统的容错任务调度方法，其特征在于，所述步骤(4)具体包括以下步骤：

步骤D1：低关键性任务子集LO(Γ)模型的建立：

LO(Г)＝{τ_i∈Г|L_i＝LO}；

步骤D2：高关键性任务子集HI(Γ)模型的建立：

HI(Г)＝{τ_i∈Г|L_i＝HI}；

步骤D3：判断任务的关键性；

步骤D4：如果L_i＝HI，转步骤D6；否则转步骤D5；

步骤D5：执行转步骤D6；

步骤D6：执行并利用fingerprint技术存储任务执行情况，以用于故障检验。

6.根据权利要求1所述的一种面向混合关键性实时系统的容错任务调度方法，其特征在于，所述步骤(5)具体包括以下步骤：

步骤E1：采用重执行方法的任务可靠性R(τ_i)模型的建立：

$R\left({\mathrm{\τ}}_i\right)=\left\{\begin{array}{cc}{e}^{-{\mathrm{\λC}}_i\left(LO\right)},& {\mathrm{\τ}}_i\∈LO\left(\mathrm{\Γ}\right)\\ 1-{(1-e^{-{\mathrm{\λC}}_i\left(HI\right)})}^3,& {\mathrm{\τ}}_i\∈HI\left(\mathrm{\Γ}\right)\end{array}\right.$

其中，λ为任务τ_i的平均到达错误率；

步骤E2：系统安全指标S(Г,H)模型的建立：

其中，超周期H是周期{T₁，T₂，…，T_n}的最小公倍数，是按时执行完的任务实例个数，是任务实例总数；

步骤E3：采用重执行方法的任务集利用率U模型的建立：

其中，任务集利用率不能超过1，即U≤1；

步骤E4：根据记录的任务执行情况，比较得到故障检验的结果如果是错误的，转步骤E6。

步骤E5：从Q_ready出队，转步骤E6；

步骤E6：所有低关键性任务从Q_ready出队并执行即存在错误需要重新执行。