• 在實時系統中，可能存在著兩類不同性質的實時任務，即HRT任務和SRT任務，它們都聯系著一個截止時間。
• 為保證系統能正常工作，實時調度必須能滿足實時任務對截止時間的要求。
• 實現實時調度應具備一定的條件。

實現實時調度的基本條件

• 提供必要的信息：

  • 就緒時間，是指某任務成為就緒狀態的起始時間，在周期任務的情況下，它是事先預知的一串時間序列。
  • 開始截止時間和完成截止時間，對于典型的實時應用，只須知道開始截止時間，或者完成截止時間。
  • 處理時間，一個任務從開始執行，直至完成時所需的時間。
  • 資源要求，任務執行時所需的一組資源。
  • 優先級，如果某任務的開始截止時間錯過，勢必引起故障，則應為該任務賦予“絕對”優先級；如果其開始截止時間的錯過，對任務的繼續運行無重大影響，則可為其賦予“相對”優先級，供調度程序參考。

• 系統處理能力強：

  • 在實時系統中，若處理機的處理能力不夠強，則有可能因處理機忙不過，而致使某些實時任務不能得到及時處理，從而導致發生難以預料的后果。
  • 假定系統中有m個周期性的硬實時任務HRT，它們的處理時間可表示為Ci，周期時間表示為Pi，則在單處理機情況下，必須滿足下面的限制條件系統才是可調度的：
    
  • 提高系統處理能力的途徑有二：一是采用單處理機系統，但須增強其處理能力，以顯著地減少對每一個任務的處理時間；二是采用多處理機系統。假定系統中的處理機數為N，則應將上述的限制條件改為：
    

• 采用搶占式調度機制：

  • 剝奪方式：一般都采用此
  • 非剝奪方式（實現簡單）：一般應使實時任務較小，以及時放棄CPU。

• 具有快速切換機制：

  • 對中斷的快速響應能力。對緊迫的外部事件請求中斷能及時響應，要- 求系統具有快速硬件中斷機構，還應使禁止中斷的時間間隔盡量短，以免耽誤時機(其它緊迫任務)。
  • 快速的任務分派能力。為了提高分派程序進行任務切換時的速度，應使系統中的每個運行功能單位適當的小，以減少任務切換的時間開銷。

實時調度算法的分類

• 非搶占式調度算法
  • 時間片輪轉 秒級
  • 非搶占優先權（協同） 秒~毫秒級
• 搶占式調度算法
  • 時鐘中斷搶占優先權 毫秒級
    • 基于搶占點搶占
  • 立即搶占immediate preemption 毫秒~微秒級
    • 只要不在臨界區即搶占（中斷引發）

最早截止時間優先 EDF調度算法

• 根據任務的截止時間來確定任務的優先級
• 截止時間越早，優先級越高
• 可以是搶占式或非搶占式

非搶占式調度方式用于非周期實時任務

搶占式調度方式用于周期實時任務

• 任務A和任務B的周期時間分別為20 ms和50 ms，每個周期的處理時間分別為10ms和25ms。

最低松弛度優先LLF(Least Laxity First)算法

• 該算法在確定任務的優先級時，根據的是任務的緊急(或松弛)程度。

• 任務緊急程度愈高，賦予該任務的優先級就愈高，以使之優先執行。

• 主要用于可搶占調度方式中。

• 實用于周期性的調度任務。

• 系統中有一個按松弛度排序的實時任務就緒隊列，松弛度最低的任務排在隊列最前面，調度程序總是選擇就緒隊列中的隊首任務執行。

• 松弛度也是一種優先級，它反映的是任務的緊急程度。

• 松弛度=必須完成時間-其本身運行時間-當前時間
  

總結

以上是生活随笔為你收集整理的操作系统 实时调度的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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