[发明专利]实时嵌入式系统EDF低功耗调度的MSR方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于嵌入式系统软件节能技术，特别是涉及一种实时嵌入式系统EDF低功耗调度的MSR方法。

背景技术

在便携式嵌入式设备电源管理领域，目前的困难在于既要满足便携式终端对电源供电的要求，又要做到占用空间小、重量轻和供电时间更长。下一代消费类电子产品的电源解决方案重点应该集中在硬件和软件两方面技术，包括：(1)在小巧外形尺寸下，如何实现所需电源性能的工艺和技术，涉及热管理、降噪、电池管理和功能整合等技术；(2)动态功率管理技术，它取决于CPU性能、软件、中间件以及用户对更换电池的时间间隔等要求；(3)动态功率管理技术对操作系统内核和驱动器，以及应用编程接口(API)对驱动器、中间件和应用本身的影响。

现在嵌入式设备的功能变得越来越强大，功能也越来越丰富。随着嵌入式设备功能越来越多，用户对嵌入式设备电池的能量需求也越来越高，现有的锂离子电池已经越来越难以满足消费者对正常使用时间的要求。对此，业界主要采取两种方法，一是开发具备更高能量密度的新型电池技术，如燃料电池，在可以预见的5年内，电池技术不可能有很大的突破；二是在电池的能量转换效率和节能方面下功夫。在目前新的高能电池技术(如燃料电池)仍不成熟的情况下，下一代手持设备的电源管理只能从提高电源利用率和降低功耗这二个方面着手。

如何延长电池的使用寿命，以及尽量减少电池能量的消耗已经成为嵌入式领域的一个研究热点。现在主要集中在硬件设计和软件优化两方面。其中软件优化方面现在主要包括系统软件和应用软件两方面。系统软件主要集中在编译器和操作系统内核两块。

在操作系统领域，现在主要的电源管理方法是利用操作系统内核，动态的调整系统处理器和总线的频率，降低系统的整体能耗。而且系统可以通过动态频率指令改变系统状态，是系统处于低功耗状态，以达到节能的目的。在编译器方面，现在主要通过编译器在编译应用程序阶段，对代码进行优化，使代码尽量的紧凑以及访问设备尽量集中，以达到节能的目的。

上面的方法中，实现起来都需要比较繁琐的过程，而且没有考虑实时性，在现在嵌入式系统领域的应用存在一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实时嵌入式系统EDF低功耗调度的MSR方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案的步骤如下：

1)EDF实时调度任务模型：

EDF实时调度任务模型采用最早截止期最先调度的方法对任务调度；在EDF实时调度模型中，每个任务T_i需要采用三个参数表示：任务到达时间、任务最坏执行时间C_i、任务完成的最终期限D_i，其中i为任务的编号；

在本EDF实时调度模型中规定任务集{T₁，...T_N}是在调度之前已经确定的，即任务数N是确定的、任务集中所有任务到达时间均为0；任务集中任务最坏执行时间C的单位为时钟数cycles；任务集中每个任务完成的最终期限D的单位为毫秒ms；

根据EDF实时模型的调度方法，任务集将按照每个任务的最终期限D排列；即当任务的编号i小于任务编号j时任务T_i的最终期限D_i小于任务T_j的最终期限D_i；

2)任务模型扩展

本发明在EDF实时调度任务模型的基础上为每个任务T_i添加了两个参数：处理器利用率u_i、处理器最大频率需求f_i；其中f_i被初始化为处理器支持的最大频率f_max；

3)任务T_i处理器利用率u_i计算

任务集中每个任务T_i处理器利用率u_i通过一个离线的遍历过程完成，每个任务T_i处理器利用率u_i的计算公式如下：