[发明专利]用于多状态多处理器的延长电池使用时间的任务分配方法

摘要

用于多状态多处理器的延长电池使用时间的任务分配方法属于嵌入式系统设计技术领域，特别涉及应用于电池供电的便携式器件的嵌入式实时系统设计中的任务分配技术领域。其特征在于，含有在已知系统运行的任务图G、任务图的总时间约束D、每个任务在处理器的每个工作点下执行时对应的工作电流和执行时间的电池供电的计算系统中，依次执行的四个步骤：工作点调整、任务划分、负载电流分布调整和延迟缩减。经过该方法调整，能够显著降低电池代价，延长电池使用时间，且该方法易于实现，具有广阔的应用前景。

主权项

1、用于多状态多处理器的延长电池使用时间的任务分配方法，其特征在于，在电池供电的计算系统中，已知系统运行的任务图G、任务图的总时间约束D、每个任务在处理器的每个工作点下执行时对应的工作电流和执行时间，依次执行以下步骤：步骤1：工作点调整1.1)任务图G中所有任务被赋以最低的处理器工作状态；1.2)找出任务图G中的关键路径，即从起始任务到结束任务的所有路径中执行时间之和最长的一条路径，其路径长度，即总执行时间为Lcp；若Lcp≤D，执行步骤2；若Lcp＞D，继续下一步；1.3)从关键路径上最早的任务开始判断，如果符合如下条件，则将该任务提高到相邻的工作点：a)该任务的电流小于它在任务图G中某一个后继任务的电流；b)该任务对应的工作点尚未达到最大；每当提高一个任务工作点，返回1.2)步；若关键路径上已没有满足上述a)和b)条件的任务，则执行步骤2；步骤2：任务划分2.1)给每个任务赋以优先权重值；2.2)当出现处理器空闲的时刻，称为一个划分点，当出现一个划分点，开始下面的划分；2.3)找出划分点对应时刻的就绪任务集合，所述就绪任务是指本身尚未被划分，但是它的所有前驱任务都已被划分的任务；2.4)在划分点，假定有m个空闲处理器，有n个就绪任务，设p＝min(m，n)；则按照优先级从大到小选出p个任务，逐个划分到当前的空闲处理器上；对于每个任务，选择处理器的具体条件如下：a)若该任务的前驱任务所在的处理器有一个处于空闲状态，则将该任务划分在该空闲处理器上；b)若该任务的前驱任务所在的处理器有两个及以上处于空闲状态，则将该任务划分任意一个有前驱任务的空闲处理器上；c)若该任务没有前驱任务在空闲处理器上，则从所有空闲处理器中，选择一个等待时间最长的处理器，若多个空闲处理器等待时间相等且都最长，则该任务划分在任意一个等待时间最长的空闲处理器上；2.5)如果仍有任务没有被划分，转到2.2)，开始下一次划分，直到所有任务都被划分完毕，步骤2结束；步骤3：负载电流分布调整3.1)计算各个处理器上任务的完成时间，找到最长的完成时间T；若T≤D，则结束；如果T＞D，则继续3.2)；3.2)叠加同时刻各个处理器上的任务电流得到总体负载电流分布图，在总体负载电流分布图上电流维持不变的一段时间间隔称为一个放电间隔，在一个放电间隔相对应的各个处理器上正在执行的任务，称为该放电间隔的组成任务；3.3)找到当前的关键路径，该关键路径是指从0时刻到所有任务完成的最晚时刻的一条由多个任务首尾相接的任务组成的路径；3.4)从总体负载电流分布图上位于最早的放电间隔上的组成任务开始判断，如果同时满足以下条件，则提高该任务的工作点到相邻的一级，然后返回3.1)；a)该任务所在的放电间隔的电流小于其后面相邻放电间隔的电流；b)该任务位于当前关键路径上；c)该任务的工作点尚未达到最大；若没有同时满足上述a)、b)和c)条件的任务，则执行步骤4；步骤4：延迟缩减4.1)计算各个处理器上任务的完成时间，找到最长的完成时间T；若T≤D，结束；若T＞D，则继续4.2)；4.2)找到当前的关键路径，从该关键路径上最早的任务开始逐个判断，若任务的工作点尚且不是最大，提高该任务的工作点至相邻上一级，转4.1)；如果当前关键路径上没有可提高工作点的任务，则结束。