嵌入式可信计算机系统任务调度方法的研究与实现

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一个操作系统的核心部分是任务调度模块。调度算法的目的是在正常情况下,尽可能满足所有任务的时限;在峰值负载条件下,保证强实时任务满足时限。系统操作具有的运行性能在很大程度上取决于任务调度。虽然调度的主要目的是为了分配处理机,但在不同的系统中所采用的调度方式是不同的,在执行调度时所采用的调度算法也可能不同。在目前各种嵌入式系统中,所采用的调度方法各不相同。因此对嵌入式系统调度方法的研究也就成为人们关心的问题。如何使系统高效、可靠地保证各个任务运行关键在于所采用的调度方法。任务调度机制作为操作系统的核心技术,目前发展的相当成熟,其中对调度算法的研究更是数不胜数。每一种调度算法都各有优缺点,同时也适合于不同的系统。本文对常用任务调度方法做出总结,分析研究各种算法的优缺点,指出了各种算法对系统的适用性。然后将静态调度算法作为对系统任务调度方法研究起点,重点研究了一种源码开放的嵌入式系统μC/OS-Ⅱ所采用的任务调度机制,对该系统采用的调度机制做出了简单的分析,总结出其优缺点。针对其不足之处提出了改进设计方案,首先针对在μC/OS-Ⅱ系统任务调度中不支持有相同优先级任务存在的问题,提出了基于时间片轮转调度算法的改进设计方案;第二,针对系统中优先级分配问题,提出了基于静态调度算法的改进设计方案。并根据算法调度时序,对改进算法的可调度性做了简单分析。最后结合两种改进设计方案,提出应用于该系统的混合调度策略,扩大了该系统的使用范围和灵活性。将系统移植到ARM微处理器上,并进行了简单的多任务调度测试,在此基础上实现了上述两种改进的任务调度算法及混合调度方法。
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