嵌入式实时操作系统的调度策略

时间：2025-04-06

嵌入式实时操作系统的调度策略

第２２卷第４期华东交通大学学报Ｖ０１．２２Ｎｏ．４

２００５年０８月

Ｊ埘ｌｍａｌｏｆＥａｓｔＣ１１ｉｍＪｉａｏｔｏｎｇＵ“ＶｅＩＳｉｔｙ

Ａｕｇ．，２００５

文章编号：１００５一ｃ１５２３（２００５）０４—０１１０一０３

嵌入式实时操作系统的调度策略

周

洁，李正凡

（华东交通大学信息工程学院，江西南昌３３００１３）

态以及动态调度算法，并总结了各自的优缺点．在此基础之上，对嵌入式实时内核∥０ｓ一Ⅱ的调度算法进行了优化．

文献标识码：Ａ

运行时，实时操作系统需要保存它的运行现场信

言

息、插入相应的队列、并依据一定的调度算法重新选择一个任务使之投入运行．调度算法实际上就是嵌人式系统与通用计算机系统不同，应用程序系统所采取的调度策略．大多数实时内核都采用基于优先级的调度算法．本文主要讨论与ＣＰＵ相关的调度原理和算法，并给出了一种在优先级个数有限的情况下优先级分配的有效方法．

１静态调度

静态调度是在系统开始运行前进行调度的，严格的静态调度在系统运行时无法对任务进行重新调度．静态调度的目标是把任务分配到各个处理机，并对每一处理机给出所要运行任务的静态运行顺序．静态调度算法实现简单，调度的额外开销小，调度是指在有限的处理单元上对具有某些已在系统超载时可预测性好．但也具有很大的局限性，例如资源利用率低、受系统支持的优先级个数限制以及灵活性和自适应性差等．下面介绍两种常见的静态调度算法．

１．１速率单调调度（ＲａｔｅＭｏｎｏｔｏＩｌｉｃＳｃｌｌｅｄｌｌＩｊｎｇ）

ＲＭｓ算法将最高优先级赋予最高执行频率的任务，以单调的顺序对剩余的任务分配优先级．由于采用抢占式的调度方式，高优先级的任务就绪后

收稿日期：２００４—１２一１８

作者简介：周洁（１９７９一），女，江西南昌人，华东交通大学助教，在读研究生

万　

方数据摘要：在资源有限的嵌入式系统中，任务调度器的好坏很大程度上决定了系统的性能．本文分析了实时系统中有代表性的静

关键词：嵌入式实时操作系统；多任务优先级；调度中图分类号：ｎＢ９２．３

Ｏ引

可以没有操作系统而直接在芯片上运行，但是为了合理地调度多任务、利用系统资源，系统一般以成

熟的实时操作系统（Ｒ哟ｓ）作为开发平台．实时操作

系统的首要任务是调动一切可利用的资源完成实时控制任务，其次才着眼于提高计算机系统的工作效率．实时并非指“快速”，实时的含义是在规定的时间内能够传递正确地结果．实时系统按严格的时间限制，可划分为硬实时和软实时系统．前者如果在不满足响应时限，响应不及时或者反应过早的情况下会造成灾难性的后果，而后者只会导致系统性能的退化．

知特征的任务集执行顺序的设计．在多任务嵌入式系统中，单纯通过提高处理器速度无法保证对重要性各不相同的任务进行合理地调度．这种任务调度只能由优化编写的系统软件来完成．在设计和实现嵌入式实时软件过程中，抢占多任务是一个普遍使用的结构，然而抢占多任务带来的代价包括ＣＰＵ带宽的浪费以及增加的内存总开销．当一个任务退出

嵌入式实时操作系统的调度策略

第４期

周洁，等：嵌入式实时操作系统的调度策略

立即抢占正在运行的任务．ｕｕ和脚ｌａＩｌｄ的理论证

们当前对最终期限的要求而定．当前请求的最终期明了下列公式，即用ＲＭｓ调度的独立的周期性任务限最近的任务具有最高的优先级，而请求最终期限总能满足其截止时间的要求．

最远的任务被分配最低优先级．这个算法能够保证Ｃｌ／Ｔｌ＋Ｃ２／Ｔ２＋…＋Ｃｉ／Ｔｉ＋…＋Ｃ。／Ｔｎ≤Ｕ（ｎ）

在出现某个任务的最终期限不能满足之前，不存在＝ｎ（２“一１）

处理器的空闲时间【２Ｊ．该算法基于以下假设：

式中：Ｃ；为任务ｉ的最坏执行时间；Ｔｉ为任务ｉ１）任何任务不存在不可抢占的部分，且抢占的的周期．

代价可以忽略；

ＲＭＳ算法的优点是开销小，灵活性好，可调度２）只有处理器请求是有意义的，内存、Ｌ／０和性测试简单．在任务的截至时间等于其周期的条件其它资源请求可以忽略；

下，速率单调算法已被证明是静态最优的调度算