多核信息系统任务调度技术研究

来源 :中国航天第二研究院 航天科工集团第二研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hbffff
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多核信息处理系统任务调度问题,是指寻找一种任务执行方案,使得多核信息处理系统的性能最高。多核多任务调度技术是多核信息处理系统工程研制必须解决的关键技术之一。本文在分析研究多核信息处理系统工作原理和信息流的基础上,提出了一种以处理器硬件资源利用率衡量多核信息处理系统性能的方法;在研究基于有向无环图任务集模型技术特点的基础上,提出了一种基于关键路径的任务调度算法,可快速确定多核多任务信息处理系统任务执行方案,并使系统的性能达到最高,从而较好地解决了多核信息处理系统的任务调度问题。  本文的主要研究内容包括以下几个方面:  在分析研究弹道导弹控制系统信息处理机基本功能和电子技术最新发展成果的基础之上,提出了一种基于VPX总线接口技术和多核数字信号处理器的通用高速信息处理系统技术方案。  在分析研究不同类型复合导航图像信息处理系统工作原理和信息流的基础上,将信息处理任务按照功能、执行顺序、关联关系等,逐级分解为子任务,构成了基于有向无环图模型的信息系统任务集;在分析单核多任务和多核多任务信息处理系统工作过程的基础上,提出了单核信息系统和多核信息系统硬件利用率的计算方法,可据此对信息处理系统的性能进行定量的评价。  在分析研究有向无环图任务集模型和传统任务分配方案寻优算法技术特点的基础上,提出了一种基于关键路径的任务调度算法。该算法首先按照任务是否属于关键路径,以及任务执行时间的长短,对不同的任务赋予不同的优先级,然后按照优先级顺序将子任务依次分配给空闲的处理器核,从而确定任务集的执行方案。由于基于关键路径的任务调度算法完全依据于任务集的数学特征,并将下一个任务分配给所有处理器中最空闲的一个执行,因此,不需要遍历任务集执行方案的全部解空间,就能得到任务集的最佳分配方案。这样,相对于传统的寻找近似最优解的静态任务调度算法,基于关键路径的任务调度算法,不仅能够得到任务集分配方案的最优解,并且找到最优解的时间也是最短的。  本文利用TI的开发板TMDXEVM6678L搭建了半实物仿真验证系统,并根据日本早稻田大学给出的STG测试用例,在半实物仿真平台上对本文提出的静态任务调度算法进行了验证。结果表明:经本文任务调度算法调度后,多核信息系统的性能得到了显著的改善。
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