片上网络实时端到端任务截止期规划算法的研究

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随着半导体工艺和芯片技术的蓬勃发展,越来越多的功能被集成到片上系统(SoC)中,造成传统的总线互连结构已经无法满足日益增长的通信需求。而借鉴计算机网络产生的片上网络(NoC)通过路由节点和物理链路将多个核连接在一起能够为核间提供高效的通信。片上网络以其更高带宽的并发和非阻塞交换、更高链路利用率的分组交换、可靠传输的分层协议、低功耗的点对点传输和全局异步局部同步的可升级结构等优点成为多核技术领域的新型通信结构。虽然从2002年片上网络产生以来,学术界对其进行了大量研究,但是对于片上网络实时通信的研究,至今有许多课题没有学者涉足。如目前学术界只对分布式实时系统中端到端任务进行了大量的研究,而对于片上网络中的多核嵌入式实时系统的实时性的研究还未开展,随着汽车领域嵌入式系统中实时任务和多媒体业务的快速发展,片上网络端到端任务截止期规划将是片上网络研究领域中亟待解决的重要课题。本文则针对片上网络通用端到端任务的子任务截止期规划问题进行研究,采用BFair和POGen算法(基于时间片的调度策略)分别调度端到端任务中的计算子任务和通信子任务,并得出了端到端任务集可被调度的三个约束条件,然后设计了两个启发式算法为子任务分配截止期,并保证子任务的截止期能够满足上述约束条件。本文实验部分根据提出的两个为子任务分配截止期的启发式算法,对随机生成的端到端任务集进行大量的实验,在四个不同影响因子:系统资源的利用率Umax、POGen算法中的G值、片上网络的规模及端到端任务集的任务数下对本文提出的两种启发式算法与经典PD算法的接收率进行了比较,同时也对比了两种启发式算法的开销,然后得出了本文提出的启发式算法的接收率均好于经典PD算法,能够有效的调度本文的问题模型。
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