一种无关异构多处理器及其实时调度方法与流程

技术特征：
1.一种用于无关异构多处理器系统实时调度的调度系统，其特征在于，所述无关异构多处理器系统由多个采用平行架构或分布式架构处理器组成；所述调度系统包括离线分配器和在线执行器构成，所述在线执行器由多个生成执行器构成；所述生成执行器由生成器、联合优先队列模块和执行器构成；所述离线分配器分别与任务配置模块和处理器配置模块连接；所述联合有限队列模块包括多个固定任务作业模块和多个迁移任务作业模块；所述多个固定任务模块按照优先级偏置和作业截止时间进行排列；所述多个迁移任务模块按照优先级偏置和任务序号进行排列。当所述无关异构多处理器系统采用分布式架构组合多个处理器时，将各个局部内存互相映射，并且将映射内存视为全局内存使用；当所述无关异构多处理器系统采用平行架构组合多个处理器时，局部内存即为全局内存，不作映射处理。2.一种应用根据权利要求1所述的调度系统的实时调度方法，其特征在于，包括以下步骤：a：离线分配器以任务配置和处理器配置为输入，按照任务分配算法将任务分配到各处理器上，然后将任务分配结果输出到生成执行器；b：每个处理器都有一个对应的生成执行器，生成执行器将任务配置和任务分配结果作为输入，生成器以任务配置生成任务的作业输出到联合优先队列中，作业在联合优先队列里按照优先级排序，执行器执行联合优先队列中最高优先级的作业。3.根据权利要求2所述的实时调度方法，其特征在于，所述步骤a中，所述任务配置里的多个任务构成一个任务集，所述任务包括周期任务和偶发任务，其中，所述周期任务由计算量向量和周期p表征；所述偶发任务由计算量向量和最小时间间隔t
sporadic
表征；所述计算量向量里的非零元素表征了任务所需的计算功能，所述非零元素的大小表征了任务对该计算功能所需的计算量；所述处理器配置里的多个处理器构成一个处理器集，所述处理器由计算能力向量表征；所述计算能力向量里的非零元素表征了处理器所具备的计算功能，所述非零元素的大小表征了处理器对该计算功能在单位时刻内所能处理的计算量；所述任务集和所述处理器集按照所述任务的计算量向量和计算能力向量进行聚类并划分成子集，聚类的规则是里非零元素的位置和里非零元素的位置一致，聚类后的任务子集和处理器子集构成了一一对应的任务集处理器集对(t
x
，π
x
)；所述聚类后任务集处理器集对(t
x
，π
x
)里，任务集t
x
里的任务以计算率向量或按降序排序；处理器集π
x
里的处理器以计算能力向量按降序排序。4.根据权利要求3所述的实时调度方法，其特征在于，所述步骤a中，每个所述聚类后任务集处理器集对(t
x
，π
x
)的处理过程具体包括以下步骤：步骤a1：以装箱算法将多个任务分配到多个处理器中作为固定任务，直到处理器的剩余容量无法完整容纳剩余任务的计算量，此时任务分配到处理器的执行份额为1；步骤a2：将步骤a1中所剩下的无法作为固定任务分配的任务视为迁移任务，按照处理器剩余的计算量容量所能容纳的任务计算量的比例部分，作为迁移任务分配到处理器的执行份额进行分配，直到迁移任务被分配完为止；若所述迁移任务被分配完全前处理器已经没有剩余的容量，则任务分配失败，反之则分配成功。
5.根据权利要求2所述的实时调度方法，其特征在于，所述步骤b中，生成执行器以调度间隔t
sched
为周期进行周期性执行，每个周期的执行具体包括以下步骤：步骤b1：所述生成器遍历任务列表，并按照所述任务属于周期任务还是偶发任务，按照各自的生成规则，生成所述任务对应的作业，并将该作业输出到联合优先队列里；当所述任务为周期任务时，新作业的生成规则为：当周期任务的上个生成作业的时刻t
last_job
和当前时刻t
now
的时间大于等于周期任务的周期p，即p≥t
now
‑
t
last_job
时，则生成新作业任务；反之则等待下一个调度周期；当所述任务为偶发任务时，新作业的生成规则为：检查是否有对应的偶发事件发生，所述偶发事件由预先定义的外部事件触发，触发时则将事件标志发送到生成器的偶发事件队列里；当偶发事件发生时，所述生成器根据偶发任务的上个生成作业时刻t
last_job
、最小时间间隔t
sporadic
和当前时刻t
now
判断是否生成作业任务，如果t
sporadic
≥t
now
‑
t
last_job
，则生成新作业任务，反之则等待下一个调度周期；步骤b2：如果在步骤b1有新作业生成，将新生成的作业放入到联合优先队列里；所述作业在联合优先队列里按照优先级排列，优先级最高的作业任务在队列的列头；作业的优先级由作业的截止时间、作业的任务类型和任务的序列决定；当作业的任务为固定任务时，作业的优先级由优先级偏置k
off
和截止时间d
job
决定，优先级为k
off
d
job
；当作业的任务为迁移任务时，作业的优先级由优先级偏置k
off
和作业的任务序列i
job
决定，优先级为k
off
‑
i
job
；优先级偏置k
off
为一预设的正整数全局变量，取值要大于总任务数；步骤b3：执行器检查当前执行的作业是否已执行完毕，若执行完毕，则将联合优先队列列头的任务移除队列；执行器检查当前执行的作业和联合优先队列列头的作业是否一致，如果一致，则等待下一个调度周期；反之则暂停当前的作业，并执行联合优先队列的列头。

技术总结
本发明公开了一种无关异构多处理器的调度系统及其实时调度方法，所述系统由多个采用平行架构或分布式架构处理器组成，包括离线分配器和在线执行器构成。在线执行器由多个生成执行器构成，生成执行器由生成器、联合优先队列模块和执行器构成。进行实时调度时，离线分配器以任务配置和处理器配置为输入，按照任务分配算法将任务分配到各处理器上，然后将任务分配结果输出到生成执行器；每个处理器都有一个对应的生成执行器，所述生成执行器将任务配置和任务分配结果作为输入，生成器以任务配置生成任务的作业输出到联合优先队列中，作业在联合优先队列里按照优先级排序，执行器执行联合优先队列中最高优先级的作业。合优先队列中最高优先级的作业。合优先队列中最高优先级的作业。


技术研发人员：赵明国 李汶轩
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2021.09.08
技术公布日：2021/12/7