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申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：一种基于异构多核平台上类型化DAG任务的分析及调度方法，涉及DAG任务调度技术领域。本发明的目的是为了实现在异构多核平台上基于划分调度的类型化DAG任务的分析和处理器资源分配，提高核心的资源利用率。本发明研究基于异构多核平台上采用划分调度的类型化DAG任务的最坏情况响应时间和分配策略。本发明通过深入分析类型化DAG任务的拓扑结构的特点提出了一种全新的WCRT上界，并给出一种基于迭代方法的分析算法，该算法能够在多项式时间内计算出本发明提出的最新WCRT上界。本发明还提出了一种启发式的分配策略，该策略将DAG任务中的子任务分配到不同的核心上从而提升系统处理器资源的利用率。实验结果表明，本发明提出的WCRT分析方法和分配策略在可调度性测试方面相较于最新的方法分别提高了34.9％和26.4％。

主权项：1.一种基于异构多核平台上类型化DAG任务的分析及调度方法，其特征在于：所述分析及调度方法的实现过程为:类型化DAG任务的WCRT分析一、基于生命周期的WCRT分析首先给出的定义和引理：定义1：用EBTvi和EFTvi来分别表示子任务vi的最早开始时间和最早结束时间；EBTvi和EFTvi可以由公式4和公式5计算得出； EFTvi＝EBTvi+ci5定义2：用LBTvi和LFTvi来分别表示子任务vi的最晚开始时间和最晚结束时间；LBTvi和LFTvi可以由公式6和公式7计算得出，其中Bvi表示vi受到阻塞时间的总和； LFTvi＝LBTvi+ci7引理1：对于任意一个属于集合Δvi的子任务vj，只有当下面两个条件同时满足时vj会阻塞vi的执行；1EBTvj≤LFTvi-ci2LFTvjEBTvi证明引理1的正确性：假设EBTvjLFTvi-ci，根据公式7可知LFTvi-ci为vi的最晚开始时间；则vj不会阻塞vi的执行，因为vi一旦开始执行则不会被阻塞；同理，如果vj在vi最早开始之前就完成了执行，那么vj不会阻塞vi；也就是说如果LFTvi≤EBTvi，则vj不会阻塞vi；对于任意一个属于集合Δvi的子任务vj，定义3个变量：1x1：vj不能阻塞vi2x2：EBTvjLFTvi-ci，3x3：LFTvj≤EBTvi；那么会得到如下真命题：因此该真命题的逆否命题： ∨表示或，表示非，∧表示与；为真，因此引理1得证；根据引理1可知，如果vj阻塞vi仅当其中 根据LFTvj和EBTvi将分为两个相互独立的两个子集；定义3：定义两个子集为：12引理2：vi受到中子任务的总阻塞不会超过证明引理2的正确性：首先使用反证法证明中仅有一个子任务会真正阻塞vi；假设任意两个中不相同的子任务vj和vk同时阻塞vi；假设vj先阻塞vi；使用Fvj来表示vj的完成时刻，则FvkFvjEBTvi；根据假设可知 在最坏情况下，与的假设矛盾；因此，最多中的子任务最多只有1个会阻塞vi；对于中任意一个子任务vj，他能阻塞vi至多LFTvj-EBTvi；因此，vi受到中子任务的总阻塞最多为定理1：vi受到总阻塞值的上界为Bvi，其中Bvi可以通过公式8计算得到； 定理1可以通过引理1和引理2证明；推论1：基于划分调度的类型化DAG任务的WCRT上界可以由公式9计算得到 其中可以通过公式10计算得到，并且 证明推论1：对于任意一个子任务vi，LFTvi由三部分组成1PCBvi：vi满足所有优先约束的开始时间，2Bvi：vi受到的阻塞总和，3ci：vi的WCET，其中PCBvi等于Bvi可由公式8得到；因此， 用R′vi表示公式11右侧，那么LFTvi≤R′vi；用替换R′vi，那么，因此，其中可以由公式10计算得到；根据公式10可知，依赖于其中vj是vi的前继子任务；因此，计算所有vsink先祖的WCRT上界即可求得然而，对于一个子任务vi，由于不知道LFTvi，所以无法直接求出因此提出EOI算法的方法，通过迭代计算二、基于最早开始时间的迭代EOI算法计算的过程为：EBT-orderiteration简称EOI，earliestbeginningtime简称EBT；输入：类型化DAG任务G输出：步骤1：根据公式4和公式5计算每个子任务的最早开始时间和最早结束时间；步骤2：初始化每个子任务的步骤3：根据公式3初始化Δ＝{Δvsource,…,Δvsink}； 表示子任务vi被分配到第j个类型核心的第k个核上；步骤4：创建临时变量Temp_V储存子任务集合V；步骤5：若Temp_V不为空，则从Temp_V中选择子任务vi，其中否则执行步骤6；步骤5.1：初始化变量I′vi＝0；步骤5.2：对于中的每一个子任务vj，更新然后将vj从Δvi中剔除；步骤5.3：更新步骤5.4：初始化步骤5.5：如果和不相等，那么令否则执行步骤5.6；步骤5.5.1：对于Δvi中的每一个满足的子任务vj执行步骤5.5.1.1和步骤5.5.1.2；步骤5.5.1.1：更新并把vj从Δvi中剔除；步骤5.5.1.2：对于每一个desvi中的子任务vk，令步骤5.5.1.3：如果vj在Δvi中，那么把vj从Δvi中剔除；步骤5.5.2：重复步骤5.5；步骤5.6：将vi从Temp_V中剔除，重复步骤5；步骤6：输出基于剩余负载的分配策略根据上述式10和式11可知，集合previ和集合中子任务的最晚结束时间越小，的值越小；为了最小化提出一种以贪心策略为核心的最小化剩余负载MinimizingRemainingWorkloadMRW启发式分配策略，用来减少类型化DAG任务的最坏情况下响应时间；分配每个子任务时都计算其所属类型所有核心的当前剩余负载，并将该子任务分配到剩余负载最小的核心上，从而减少其最晚结束时间，进而降低使输出更小。

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百度查询： 哈尔滨工业大学 一种基于异构多核平台上类型化DAG任务的分析及调度方法