基于時(shí)間觸發(fā)的車(chē)載網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)應(yīng)用整體調(diào)度

基于時(shí)間觸發(fā)的車(chē)載網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)應(yīng)用整體調(diào)度

隨著以時(shí)間觸發(fā)為基礎(chǔ)的通信協(xié)議,如時(shí)間觸發(fā)控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（TTCAN）、時(shí)間觸發(fā)協(xié)議（TTP）、FlexRay總線在車(chē)輛上的廣泛應(yīng)用，應(yīng)用車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中的任務(wù)調(diào)度和報(bào)文傳輸已經(jīng)成為一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。研究了基于時(shí)間觸發(fā)的車(chē)載網(wǎng)絡(luò)用于處理實(shí)時(shí)應(yīng)用的一個(gè)整體調(diào)度的問(wèn)題，這些問(wèn)題是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和集成中所面臨的實(shí)際問(wèn)題。設(shè)計(jì)了一種新的任務(wù)調(diào)度算法，稱(chēng)為非固定開(kāi)始時(shí)間（UST）算法。該算法可以提高任務(wù)調(diào)度和報(bào)文傳輸?shù)撵`活性。為了允許任務(wù)分配沖突和進(jìn)一步的完善調(diào)度，提出了兩種重新分配和反推的方法，即偏移修正后的重新分配（ROM）、反推和優(yōu)先級(jí)提升（BPP）兩個(gè)過(guò)程。通過(guò)進(jìn)行多方面的評(píng)估，用以保證所提出的算法在各種情況下的性能。

該算法通過(guò)迭代的方式選擇程序，通過(guò)UST對(duì)所選擇程序進(jìn)行單個(gè)節(jié)點(diǎn)的調(diào)度，而ROM、BPP作為補(bǔ)充，以增強(qiáng)應(yīng)用的可調(diào)度性。主要的組件和算法特征包括：①引入兩個(gè)概念，最早開(kāi)始時(shí)間（EST）和最晚開(kāi)始時(shí)間（LST），它被分配給每個(gè)節(jié)點(diǎn)，也將用于UST中；②對(duì)需要的應(yīng)用進(jìn)行選擇調(diào)度；③以UST的調(diào)度方式，對(duì)所選擇的每一個(gè)應(yīng)用靈活地分配節(jié)點(diǎn)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)被調(diào)度時(shí)（發(fā)出調(diào)度命令），則調(diào)度的開(kāi)始時(shí)間不是固定的。這種非固定的調(diào)度策略提供了更多的機(jī)會(huì)，使節(jié)點(diǎn)插入到更合適的位置上；④當(dāng)時(shí)間分配存在沖突時(shí)，ROM會(huì)重新安排有沖突的應(yīng)用，通過(guò)適當(dāng)?shù)钠?，使得所調(diào)度的不同應(yīng)用可以錯(cuò)開(kāi)，避免沖突；⑤一旦ROM無(wú)法幫助消除沖突，BPP會(huì)通過(guò)提升沖突應(yīng)用的優(yōu)先級(jí)，并且撤回先前被調(diào)度的應(yīng)用，從而為發(fā)生沖突的應(yīng)用創(chuàng)建空間；⑥提供了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)帶寬優(yōu)化過(guò)程，一旦所有的節(jié)點(diǎn)都已經(jīng)被成功地進(jìn)行了調(diào)度，則調(diào)度器會(huì)確定一個(gè)最終的調(diào)度安排，優(yōu)化總線的帶寬利用率，同時(shí)還滿(mǎn)足所有節(jié)點(diǎn)的時(shí)間要求。

刊名：Industrial Informatics（英）

刊期：2014年第8期

作者：Menglan Hu et al

編譯：陳鵬飛