第 33 卷第 2 期
2003 年 3 月
东南大学学报
(自然科学版)
JOURNAL OF SOUTHEAST UNIVERSITY
(
Natural Science Edition
)
Vol
.33
No
.2
Ma r
. 2003
用双优先级算法调度控制系统的实时周期性任务
刘 怀
1,2
沈 捷
1
费树岷
1
(
1
东南大学自动化研究所 ,南京 210096)
(
2
南京师范大学电气电子工程学院 ,南京 210042)
摘要 :根据控制系统中存在强实时周期任务和软实时周期任务的特点 ,采用双优先级算法进行
任务调度 .该算法将优先级带宽分为 3 部分 :高带优先级、中带优先级和低带优先级 .强实时任务
实例到达后先将其优先级设置在低带 ,经过一段时间若还没有完成 ,则将其优先级提升到高带 ,
软实时任务的优先级设置在中带中 ,从而控制任务的执行 .文章研究了强实时任务优先级提升时
间的存在性 ,给出了求取优化的优先级提升时间的算法 .在软实时任务满足一定丢失率(0≤β
si
< 1)的条件下分析任务集的可调度性 ,模拟结果表明了算法的有效性 .
关键词 :双优先级 ;周期性任务 ;软实时任务 ; 强实时任务
中图分类号 :
TP
316 文献标识码 :
A
文章编号 :1001 - 0505(2003)02-0190-04
Sch eduling re al
-
time periodic task of control system
with dual priority algorithm
Liu Huai
1,2
Shen Jie
1
Fei Shum in
1
(
1
Res earch Institute of A uto m atio n
,
S outhe a st U niv ersity
,
Nanjing
210096 ,
China
)
(
2
S c h ool of Ele ct rical an d El ectron ic E n ginee r in g
,
Nanjin g Nor m al U ni versity
,
Nanjing
210042 ,
China
)
Abstract
:
Since the real
-
time task sets in control system consist of hard real
-
tim e perio dic tasks a nd soft
real
-
time p e ri od ta s k s
,
the d u al pri orit y a l gorithm i s ad opt e d f or sched u ling t h ese t as k s
.
The algo r ithm di
-
vides priority band into three parts
,
i
.
e
.
high priority band
,
middle priority band and low priority band
.
The priority of hard real
-
time task i s set i n l ow pri o r it ywh e n its in s t anc e ar ri ves an d it is promo ted i nt o h i g h
priority band after a period of time
.
The priority of soft real
-
time t as k is s e t i nmid d l e pr i orit y ban d
.
The ex
-
istence of the priority promotion time of hard real
-
time tas k i s inv e s ti gat ed
.
The method for co m puting the
optima l p ri o r it y promo ti on time of h a r d r e al
-
time ta s k i s p r es e nt e d
.
Under the condition that the lost ratio of
the soft real
-
time ta s k
’
sinstances
β
si
is i n c e rt ai n value
(0≤β
si
<1),
the schedulability of tasks is ana
-
lyzed
.
The result of simulation sho ws that the scheduling algorithm is effective
.
Key words
:
dual priority
;
perio dic task
;
soft real
-
time ta s k
;
hard real
-
time ta s k
收稿日期 : 2002-06-28 .
基金项目 : 国 家 攀 登计 划资助 项 目(970211017 )、国家自然科学
基金 资助项 目( 69934010) .
作者简介 :刘 怀(1971—),男,博士后 ,
smfei
@
seu
.
edu
.
cn
;费
树岷(联系人) ,男 ,教授 ,博士生导 师 .
实时控制系统中周期性任务对实时性要求并不
完全相同 ,有些周期性任务对实时性要求较高 ,如数
据采集、控制计算、状态更新、控制输出、数据通信
等 ,有严格的临界时间(称为时限 ,
deadline
),如果在
时限内不及时处理 ,就会造成灾难性的后果和无法
挽回的损失 ,这种任务称为强实时周期任务 .而另一
些周期任务对实时性要求不高 ,如显示更新等 ,超时
不会对系统造成损失 ,且它们的丢失对系统影响也
不大 ,只要丢失率小于某个临界值就可以完成其功
能 ,这种任务称为软实时周期性任务 .
C
.
L
.
Liu
和
J
.
W
.
Layland
[1]
最早研究了实时任
务调度理论 ,提出了周期任务模型 ,给出单调速率
调度算法(
rate
-
m onotonic scheduling
,
RMS
)和最早截
止期优先调度算法(
ea r lis t de adli n e first
,
EDF
).这2
种调度算法只能用于任务的实时性相同情况下的
调度 ,如都是强实时任务或软实时任务 ,
所以仅使