一种对异构多核处理器温度‑调度长度感知的实时任务调度方法与流程

技术特征：

1.一种对异构多核处理器温度-调度长度感知的实时任务调度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：读取系统默认的权重因子α；

步骤2：将任务队列里存储的任务分配到最优的处理器；

步骤3：对每个处理器任务队列里的任务选取最优频率；

步骤4：确定每个处理器任务队列里的任务的执行顺序；

步骤5：对超过温度约束的任务进行切分；

步骤6：判断系统当前调度长度是否小于或等于给定的所有任务共享的截止

时间D，如果满足，任务执行，调度结束；如果不满足，返回调度失败，任务不能执行，调度结束。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中的将任务队列里存储的任务分配到最优的处理器，具体包括：

步骤A1：初始化L₁＝L₂＝…＝L_k＝…＝L_N；其中，L_k为处理器PE_k上任务指令的条数，N为处理器的个数；

步骤A2：从任务队列Q_global取出队头任务τ_head；

步骤A3：将标志位k赋值为1，即：k←1；

步骤A4：假设τ_head分配到PE_k，计算出处理器PE_k以最大频率执行τ_head后的调度长度其中，WC_head为任务τ_head最坏情况下执行周期，为处理器PE_k的处于最大活性模式下的频率；

步骤A5：计算分配到除PE_k外，τ_head在其他处理器的时间；

步骤A6：计算出N个处理器调度长度的和t_sum＝(t₁+t₂+…+t_N)；

步骤A7：计算出在只考虑调度长度下，τ_head分配到处理器PE_k的概率λ_k,w＝1-t_k/t_sum；

步骤A8：计算τ_head以最大频率在处理器PE_k上执行后，结束时的温度T_end,k；

步骤A9：判断T_end,k<T_peak是否成立；若成立，转步骤A10；否则，转步骤A11；

步骤A10：利用公式λ_k,t＝1-T_end,k/T_peak计算出只考虑温度条件下分配τ_head到PE_k的概率λ_k,t；

步骤A11：将0赋值给λ_k,t，即λ_k,t＝0；

步骤A12：计算在考虑温度和调度长度下，τ_head分配到PE_k的概率，计算公式为：λ_k＝α*λ_k,t+(1-α)*λ_k,w；

步骤A13：更新k，公式为：k←k+1；

步骤A14：判断k≤N是否成立，若成立，转步骤A4；否则，转步骤A15；

步骤A15：从λ₁至λ_N中选取最大值，并将其对应的处理器编号赋值给flag；

步骤A16：将τ_head分配给处理器PE_flag,将其插入到PE_flag任务存储队列Q_flag；

步骤A17：将τ_head从Q_global中删除，更新队头任务；

步骤A18：更新L_flag＝L_flag+WC_head；

步骤A19：判断Q_global是否为空，不为空，转步骤A2；否则，转步骤A20；

步骤A20：所有任务分配完成，退出。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3对每个处理器任务队列里的任务选取最优频率，具体包括：

步骤B1：将k赋值为1，即：k←1；

步骤B2：计算出PE_k的调度长度tf(PE_k)；

步骤B3：k←k+1；

步骤B4：判断k≤N是否成立，若成立，转步骤B2；否则，转步骤B5；

步骤B5：计算N个调度长度的最大值，将其赋值给tf，即：

tf＝max(tf(PE₁),tf(PE₂),…,tf(PE_N))；

步骤B6：将k重新赋值为1，即：k←1；

步骤B7：计算出处理器PE_k可用的松弛时间sl_k，公式为：sl_k＝tf-tf(PE_k)；

步骤B8：从Q_k中取出队头任务τ_head；

步骤B9：计算τ_head稳定状态下温度T_std；

步骤B10：根据T_std对τ_head进行冷热划分；如果该任务为热任务，将该任务插入队列Q_k,h；如果为冷任务，则插入队列Q_k,c；

步骤B11：将τ_head从Q_k中删除，更新队头任务τ_head；

步骤B12：判断Q_k是否为空，若不为空，转步骤B9；否则，转步骤B13；

步骤B13：将所有在Q_k,c中的冷任务频率设为PE_k的最大频率

步骤B14：对Q_k,h中的热任务按照稳定状态下温度降序排序；

步骤B15：将ι赋值为处理器PE_k的最大活性模式即：

步骤B16：将i赋值为1，即：i←1；

步骤B17：判断sl_k>0是否成立，若成立，转步骤B18，否则，转步骤B27；步骤B18：对在Q_k,h中的任务τ_i，判断是否成立，若成立，转

步骤B19，否则，转步骤B25；

步骤B19：将τ_i的频率设置为F_k,i-₁；

步骤B20：更新sl_k，公式为：

步骤B21：更新ι，公式为：ι＝ι-1；

步骤B22：判断ι＝＝1是否成立，如果成立，转步骤B23，否则，转步骤17；

步骤B23：更新i,公式为：i←i+1；

步骤B24：判断i≤sizeof(Q_k,h)是否成立，若成立，转步骤B17；否则，转步骤B25；其中，sizeof(Q_k,h)为Q_k,h中的任务个数；

步骤B25：将sl_k作为空任务插入到Q_k,c；

步骤B26：更新Q_k,h与Q_k,c；

步骤B27：更新k，公式为：k←k+1；

步骤B28：判断k≤N，若成立，转步骤B7；否则，转步骤B29；

步骤B29：确定任务的最优频率结束，退出。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4确定每个处理器任务队列里的任务的执行顺序，具体包括：

步骤C1：将k赋值为1，即：k←1；

步骤C2：对Q_k,h中的热任务按照稳定状态下温度降序排序；

步骤C3：对Q_k,c中的冷任务按照稳定状态下温度升序排序；

步骤C4：将Q_k,h和Q_k,c中任务个数最小值赋值给size_min，公式为：

size_min＝min(sizeof(Q_k,h),sizeof(Q_k,c))；

步骤C5：将i赋值为1，即：i←1；

步骤C6：将Q_k,h[i]插入到目标队列Q_k(2*i-1)；

步骤C7：从Q_k,h中删除Q_k,h[i]；

步骤C8：将Q_K,c[i]插入到目标队列Q_k(2*i)；

步骤C9：从Q_k,c中删除Q_k,c[i]；

步骤C10：更新i,公式为：i←i+1；

步骤C11：判断i≤size_min是否成立，若成立，转步骤C6；否则，转步骤

C12；

步骤C12：将剩余的Q_k,h或Q_k,c中的任务插入到Q_k中；

步骤C13：更新k，公式为：k←k+1；

步骤C14：判断k≤N，若成立，转步骤C2；否则，转步骤C15；

步骤C15：确定每个处理器任务队列里的任务的执行顺序结束，退出。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5为对超过温度约束的任务进行切分，具体包括：

步骤D1：将k赋值为1，即：k←1；

步骤D2：将i赋值为1，即：i←1；

步骤D3：计算任务Q_K(i)的结束温度T_end,i；

步骤D4：判断T_end,i>T_max是否成立，若成立，转步骤D5；否则，转步骤D10；

步骤D5：用上下文转换开销t_sw,i初始化最优空闲时间即：

步骤D6：计算插入的最优空闲时间的结束温度

步骤D7：计算在活性模式下，子任务的执行时间t_active,i；

步骤D8：计算最优的子任务个数公式为：其中，f_i为任务Q_K,h(i)的频率。

步骤D9：计算出最优空闲时间公式为：其中，T_init,i为任务Q_K(i)执行时的初始温度，R_k和C_k分别为处理器PE_k热阻和热容。

步骤D10：更新i,公式为：i←i+1；

步骤D11：判断i≤sizeof(Q_K,h)是否成立，若成立，转步骤D3；否则，转步骤D12；

步骤D12：更新k，公式为：k←k+1；

步骤D13：判断k≤N，若成立，转步骤D2；否则，转步骤D14：

步骤D14:对超过温度约束的任务进行切分结束，退出。