[发明专利]基于NSGA2的带截止时间约束的处理器功耗感知调度方法

权利要求书

1.一种基于NSGA2的带截止时间约束的处理器功耗感知调度方法，其特征在于，使用任务约束度定义Pareto占优规则来比较可行域中不同解之间的优劣，采用在考虑了任务通信同步与处理器运行队列后的改进的任务调度模型，通过基于NSGA2算法的快速非占优排序以及拥挤算子实现调度功耗和调度时间两个目标的优化，在保证任务完成时间不超过截止时间的同时降低处理器功耗。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，主要包括以下几个步骤：

步骤1：初始化种群P＝P_init，P_init表示用于生成解的初始种群；

步骤2：使用快速非占优排序对P进行排序；

步骤3：使用拥挤算子计算P中每个个体的拥挤度；

步骤4：对种群P进行选择、交叉和变异操作，得到下一代临时种群P_temp；

步骤5：将种群P和临时种群P_temp进行合并，得到新种群P＝P+P_temp，然后使用快速非占优排序对得到的新种群P进行一次排序；

步骤6：按照每个个体的拥挤度从大到小选择P中的个体到一个新种群P_new，直到P中的个体数等于P_new的个体数为止；

步骤7：将新种群P_new作为下一代种群，即P＝P_new；

步骤8：重复步骤4-7，直到种群代数达到最大代数为止，最后种群中的解即是调度算法的最优解。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤2中的快速非占优排序需要使用Pareto占优规则，规则的具体步骤如下：

步骤2.1：对于两个解A和B，计算约束度F_A和F_B；

步骤2.2：如果F_A＝0且F_B＞0，则A相对B占优；

步骤2.3：如果F_A＞0且F_B＞0且F_A＜F_B，则A相对B是占优的；

步骤2.4：如果F_A＝0且F_B＝0，计算A和B的调度时间t_A，t_B以及调度功耗p_A，p_B；计算条件cond＝t_A≤t_B∧p_A≤p_B∧(t_A＜t_B∨p_A＜p_B)，如果cond为真则A相对B是占优的；

步骤2.5：如果以上条件均不满足，则A相对B不是占优的。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述步骤2中计算每个解的调度时间和调度功耗使用了改进的任务调度模型，在改进的任务调度模型中，每个任务拥有开始时间和完成时间两个属性；定义任务i的开始时间为ST_i，完成时间为FT_i，所在处理器的就绪时间为PE_i，在考虑了任务通信同步以及处理器运行队列后，任务的开始时间表示为：

其中n_j∈pred(n_i)表示任务j是i的前继任务，C_j，i表示任务j到任务i的通信时间；

任务的完成时间表示为：

FT_i＝ST_i+w_i

其中w_i表示任务i的执行时间；

处理器的就绪时间表示为：

其中n_r-1表示运行队列中当前任务的前一个任务，n_k∈succ(n_r-1)表示任务n_k为任务n_r-1的后继任务，C表示通信时间；

当运行队列为空时，处理器立即开始执行任务，处理器的就绪时间为0；当运行队列不为空时，处理器的就绪时间取决于运行队列前一个任务的完成时间以及该任务的通信时间。