概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度方法及装置

1.本发明涉及嵌入式系统以及混合关键系统低能耗实时调度领域，具体涉及一种概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度方法及装置。

背景技术：

2.嵌入型系统的发展趋势是将多个不同的应用集成到同一个共享平台形成混合关键系统。汽车驾驶系统以及无人机驾驶系统是混合关键系统的典型代表。混合关键系统中不仅任务有不同的关键层次，而且系统存在不同的执行模式。所以不仅要确保不同关键层次任务的正确执行，而且还需确保系统在不同模式的正确调度。此外，还必须确保调度的结果在其规定的截止期限内输出。
3.能耗对于混合关键系统而言非常重要，尤其是以电池供电的无人机系统。降低能耗不仅能够提高系统的稳定性、可靠性，而且可以提高电池的续航能力，降低产品的生产成本，提高产品的竞争力。
4.现有的针对混合关键系统的能耗研究都是使用确定性的分析方法，假设任务始终以其最坏情况下的时间执行，这个假设过于悲观，导致系统的资源利用率低，节能效果不好。

技术实现要素：

5.针对上述提到的技术问题。本技术的实施例的目的在于提出了一种概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度方法及装置，能够更有效的利用系统资源，降低能耗，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。
6.第一方面，本技术的实施例提供了一种概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度方法，包括以下步骤：
7.s1，建立概率混合关键系统，并确定混合关键周期任务的概率最坏情况下的执行时间，根据混合关键周期任务的概率最坏情况下的执行时间计算概率利用率；
8.s2，根据概率利用率，确定概率混合关键系统在低模式和高模式调度可行的充分条件；
9.s3，根据调度可行的条件，计算出低模式的能耗优化速度s
lo
和高模式的能耗优化速度 s
hi
；
10.s4，当概率混合关键系统处于低模式时，混合关键周期任务以低模式的能耗优化速度s
lo
执行，当概率混合关键系统处于在高模式时，混合关键周期任务以高模式的能耗优化速度s
hi
执行。
11.作为优选，概率混合关键系统包括包含n个相互独立混合关键周期任务的任务集γ＝{τ1,τ2,
…
,τn}，混合关键周期任务τi(1≤i≤n,i为整数)由(ti,li,pwceti)表示，其中ti是τi的周期； li是τi的关键层次，其值为lo或者hi，lo为低关键层次任务，hi为高关键层次
任务。
12.作为优选，步骤s1中，确定混合关键周期任务的概率最坏情况下的执行时间，具体包括：
13.pwceti是混合关键周期任务τi的概率最坏情况下的执行时间，其值由下式表示：
[0014][0015]
其中，分别表示混合关键周期任务τi在最大处理器速度下的最小执行时间和最大执行时间；当混合关键周期任务τi是低关键层次任务时，当任务τi是高关键层次任务时，关键层次任务时，是低关键层次任务在高模式的执行时间；是高关键层次任务模式转换的时间阈值；和分别表示执行时间为的概率以及分布函数；且低模式是指所有的高关键层次混合关键周期任务τi完成执行时，其执行时间不超过且所有的低关键层次键周期任务τi的执行时间不超过高模式是指所有高关键层次混合关键周期任务τi完成执行，其执行时间不超过且低关键层次任务的执行时间不超过
[0016]
作为优选，步骤s1中，根据混合关键周期任务的概率最坏情况下的执行时间计算概率利用率，具体包括：
[0017]
利用抢占动态优先级策略调度任务集，混合关键周期任务τi的概率利用率ui由下式计算：
[0018][0019]
其中，
[0020]
作为优选，步骤s2具体包括：
[0021]
概率混合关键系统在低模式下调度可行的充分条件由下式给出：
[0022]
max{u
lo
}≤1；
[0023]
或者，max{u
lo
}》1且下式成立：
[0024]
1-f
lo
(||u
lo
||1)＜fs；
[0025]
其中，max{u
lo
}表示概率分布u
lo
中的最大值，表示任务集γ在低模式的利用率概率分布，||u
lo
||1表示u
lo
中值小于1的最大值；和分别表示低关键层次任务集和高关键层次任务集在低模式的利用率概率分布；表示两个概率分布的卷积；γ
lo
和γ
hi
分别表示低关键层次任务集合和高关键层次任务集合，表示混合关键周期任务τi在低模式的利用率分布；如果混合关键周期任务τi是低关键层次任务，如果混合关键周期任务τi是高关键层次任务，其其的值等于ui分布中
以值为界，进行截断处理；其截断处理的过程如下：
[0026][0027]
其中，且min≤l＜thr，fs表示概率混合关键系统允许失败的概率；
[0028]
概率混合关键系统在高模式下调度可行的充分条件由下式给出：
[0029]
max{u
hi
}≤1；
[0030]
或者，max{u
hi
}》1且下式成立：
[0031]
1-f
hi
(||u
hi
||1)＜fs；
[0032]
其中，max{u
hi
}表示概率分布u
hi
中的最大值，表示任务集γ在高模式的利用率概率分布，||u
hi
||1表示u
hi
中值小于1的最大值；和分别表示低关键层次任务集在低模式层次任务集和高关键层次任务集在高模式的利用率概率分布；表示两个概率分布的卷积；γ
lo
和γ
hi
分别表示低关键层次任务集合和高关键层次任务集合，表示混合关键周期任务τi在低模式的利用率分布；如果混合关键周期任务τi是低关键层次任务，如果混合关键周期任务τi是高关键层次任务，fs表示概率混合关键系统允许失败的概率。
[0033]
作为优选，步骤s3具体包括：
[0034]
当max{u
lo
}≤1时，s
lo
＝max{u
lo
}；否则，s
lo
＝1；表示任务集γ在低模式的利用率概率分布；
[0035]
当max{u
hi
}≤1时，s
hi
＝max{u
hi
}；否则，s
hi
＝1；表示任务集γ在高模式的利用率概率分布；表示两个概率分布的卷积。
[0036]
作为优选，步骤s4具体包括：
[0037]
概率混合关键系统开始时处于低模式，所有任务以s
lo
执行；当高关键层次任务混合关键周期任务τi的执行时间超过并未完成执行时，或者低关键层次任务混合关键周期任务τi的执行时间超过概率混合关键系统从低模式切换到高模式，在高模式所有的任务以s
hi
执行；低关键层次混合关键周期任务τi的执行时间不超过否则终止执行；当所有高关键层次任务混合关键周期任务τi都执行完成或者处理器处于空闲状态时，概率混合关键系统从高模式返回到低模式，此时所有任务以s
lo
执行。
[0038]
第二方面，本技术的实施例提供了一种概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度装置，包括：
[0039]
概率利用率计算模块，被配置为建立概率混合关键系统，并确定混合关键周期任务的概率最坏情况下的执行时间，根据混合关键周期任务的概率最坏情况下的执行时间计算概率利用率；
[0040]
条件确定模块，被配置为根据概率利用率，确定概率混合关键系统在低模式和高
模式调度可行的充分条件；
[0041]
能耗速度计算模块，被配置为根据调度可行的条件，计算出低模式的能耗优化速度s
lo
和高模式的能耗优化速度s
hi
；
[0042]
执行模块，被配置为当概率混合关键系统处于低模式时，混合关键周期任务以低模式的能耗优化速度s
lo
执行，当概率混合关键系统处于在高模式时，混合关键周期任务以高模式的能耗优化速度s
hi
执行。
[0043]
第三方面，本技术的实施例提供了一种电子设备，包括一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如第一方面中任一实现方式描述的方法。
[0044]
第四方面，本技术的实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面中任一实现方式描述的方法。
[0045]
相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0046]
(1)本发明提出的概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度方法比现有的混合关键系统周期任务调度方法相比节约大约47.36％能耗。
[0047]
(2)本发明提出的概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度方法能够确保周期任务在其截止期限内完成执行。
[0048]
(3)本发明提出的概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度方法可以使混合关键系统能耗降低，可以降低产品的生产成本，延长设备的使用时间，减少电池的更换周期。
附图说明
[0049]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0050]
图1是本技术的一个实施例可以应用于其中的示例性装置架构图；
[0051]
图2为本发明的实施例的概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度方法的流程示意图；
[0052]
图3为本发明的实施例的概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度装置的示意图；
[0053]
图4是适于用来实现本技术实施例的电子设备的计算机装置的结构示意图。
具体实施方式
[0054]
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0055]
图1示出了可以应用本技术实施例的概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度方法或概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度装置的示例性装置架构
100。
[0056]
如图1所示，装置架构100可以包括终端设备101、102、103，网络104和服务器 105。网络104用以在终端设备101、102、103和服务器105之间提供通信链路的介质。网络104可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。
[0057]
用户可以使用终端设备101、102、103通过网络104与服务器105交互，以接收或发送消息等。终端设备101、102、103上可以安装有各种应用，例如数据处理类应用、文件处理类应用等。
[0058]
终端设备101、102、103可以是硬件，也可以是软件。当终端设备101、102、103 为硬件时，可以是各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。当终端设备101、102、103为软件时，可以安装在上述所列举的电子设备中。其可以实现成多个软件或软件模块(例如用来提供分布式服务的软件或软件模块)，也可以实现成单个软件或软件模块。在此不做具体限定。
[0059]
服务器105可以是提供各种服务的服务器，例如对终端设备101、102、103上传的文件或数据进行处理的后台数据处理服务器。后台数据处理服务器可以对获取的文件或数据进行处理，生成处理结果。
[0060]
需要说明的是，本技术实施例所提供的概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度方法可以由服务器105执行，也可以由终端设备101、102、103执行，相应地，概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度装置可以设置于服务器105中，也可以设置于终端设备101、102、103中。
[0061]
应该理解，图1中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。在所处理的数据不需要从远程获取的情况下，上述装置架构可以不包括网络，而只需服务器或终端设备。
[0062]
图2示出了本技术的实施例提供的一种概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度方法，包括以下步骤：
[0063]
s1，建立概率混合关键系统，并确定混合关键周期任务的概率最坏情况下的执行时间，根据混合关键周期任务的概率最坏情况下的执行时间计算概率利用率。
[0064]
在具体的实施例中，所述步骤s1具体包括：
[0065]
概率混合关键系统包括包含n个相互独立混合关键周期任务的任务集γ＝{τ1,τ2,
…
,τn}，混合关键周期任务τi(1≤i≤n,i为整数)由(ti,li,pwceti)表示，其中ti是τi的周期；li是τi的关键层次，其值为lo或者hi，lo为低关键层次任务，hi为高关键层次任务。pwceti是混合关键周期任务τi的概率最坏情况下的执行时间，其值由下式表示：
[0066][0067]
其中，分别表示混合关键周期任务τi在最大处理器速度下的最小执行时间和最大执行时间；当混合关键周期任务τi是低关键层次任务时，当任务τi是高关键层次任务时，键层次任务时，是低关键层次任务在高模式的执行时间；是高关键层次任务模式转换的时间阈值；和分别表示执行时间为的概率以及分布函数；且
低模式是指所有的高关键层次混合关键周期任务τi完成执行时，其执行时间不超过且所有的低关键层次键周期任务τi的执行时间不超过高模式是指所有高关键层次混合关键周期任务τi完成执行，其执行时间不超过且低关键层次任务的执行时间不超过
[0068]
本技术的实施例利用抢占动态优先级策略调度任务集，抢占动态优先级策略是指：同一个混合关键周期任务的不同作业其优先级在不同的时候是可以改变的，且高优先级任务可以抢占低优先级任务；本技术的实施例使用最早截止期限优先策略调度任务。最早截止期限优先策略是指任务的优先级由截止期限决定，截止期限越小，优先级越高；截止期限相同，任务的到达时间越小，优先级越高；截止期限与到达时间都相同，任务的下标小的优先级越高。混合关键周期任务τi的概率利用率ui由下式计算：
[0069][0070]
其中，
[0071]
s2，根据概率利用率，确定概率混合关键系统在低模式和高模式调度可行的充分条件。
[0072]
在具体的实施例中，步骤s2具体包括：
[0073]
概率混合关键系统在低模式下调度可行的充分条件由下式给出：
[0074]
max{u
lo
}≤1；
[0075]
或者，max{u
lo
}》1且下式成立：
[0076]
1-f
lo
(||u
lo
||1)＜fs；
[0077]
其中，max{u
lo
}表示概率分布u
lo
中的最大值，表示任务集γ在低模式的利用率概率分布，||u
lo
||1表示u
lo
中值小于1的最大值；和分别表示低关键层次任务集和高关键层次任务集在低模式的利用率概率分布；表示两个概率分布的卷积；γ
lo
和γ
hi
分别表示低关键层次任务集合和高关键层次任务集合，表示混合关键周期任务τi在低模式的利用率分布；如果混合关键周期任务τi是低关键层次任务，如果混合关键周期任务τi是高关键层次任务，其其的值等于ui分布中以值为界，进行截断处理；其截断处理的过程如下：
[0078][0079]
其中，且min≤l＜thr，
[0080]fs
表示概率混合关键系统允许失败的概率；
[0081]
概率混合关键系统在高模式下调度可行的充分条件由下式给出：
[0082]
max{u
hi
}≤1；
[0083]
或者，max{u
hi
}》1且下式成立：
[0084]
1-f
hi
(||u
hi
||1)＜fs；
[0085]
其中，max{u
hi
}表示概率分布u
hi
中的最大值，表示任务集γ在高模式的利用率概率分布，||u
hi
||1表示u
hi
中值小于1的最大值；和分别表示低关键层次任务集在低模式层次任务集和高关键层次任务集在高模式的利用率概率分布；表示两个概率分布的卷积；γ
lo
和γ
hi
分别表示低关键层次任务集合和高关键层次任务集合，表示混合关键周期任务τi在低模式的利用率分布；如果混合关键周期任务τi是低关键层次任务，如果混合关键周期任务τi是高关键层次任务，fs表示概率混合关键系统允许失败的概率。
[0086]
s3，根据调度可行的条件，计算出低模式的能耗优化速度s
lo
和高模式的能耗优化速度 s
hi
。
[0087]
在具体的实施例中，步骤s3具体包括：
[0088]
当max{u
lo
}≤1时，s
lo
＝max{u
lo
}；否则，s
lo
＝1；表示任务集γ在低模式的利用率概率分布，max{u
lo
}表示概率分布u
lo
中的最大值；和分别表示低关键层次任务集和高关键层次任务集在低模式的利用率概率分布；表示两个概率分布的卷积；γ
lo
和γ
hi
分别表示低关键层次任务集合和高关键层次任务集合，表示混合关键周期任务τi在低模式的利用率分布；如果混合关键周期任务τi是低关键层次任务，如果混合关键周期任务τi是高关键层次任务，的值等于ui分布中以值为界，进行截断处理；
[0089]
当max{u
hi
}≤1时，s
hi
＝max{u
hi
}；否则，s
hi
＝1；表示任务集γ在高模式的利用率概率分布；max{u
hi
}表示概率分布u
hi
中的最大值，和分别表示低关键层次任务集在低模式和高关键层次任务集的在高模式的利用率概率分布；表示两个概率分布的卷积；γ
lo
和γ
hi
分别表示低关键层次任务集合和高关键层次任务集合，表示混合关键周期任务τi在低模式的利用率分布；如果混合关键周期任务τi是低关键层次任务，如果混合关键周期任务τi是高关键层次任务是高关键层次任务表示两个概率分布的卷积。
[0090]
s4，当概率混合关键系统处于低模式时，混合关键周期任务以低模式的能耗优化速度s
lo
执行，当概率混合关键系统处于在高模式时，混合关键周期任务以高模式的能耗优化速度s
hi
执行。
[0091]
在具体的实施例中，步骤s4具体包括：
[0092]
概率混合关键系统开始时处于低模式，所有任务以s
lo
执行；当高关键层次任务混合关键周期任务τi的执行时间超过c
ithr
/s
lo
并未完成执行时，或者低关键层次任务混合关键周期任务τi的执行时间超过c
imax
/s
lo
；概率混合关键系统从低模式切换到高模式，在高模式所有的任务以s
hi
执行；低关键层次混合关键周期任务τi的执行时间不超过c
ideg
/s
hi
，否则
终止执行；当所有高关键层次任务混合关键周期任务τi都执行完成或者处理器处于空闲状态时，概率混合关键系统从高模式返回到低模式，此时所有任务以s
lo
执行。
[0093]
本实施例中，混合关键周期任务集γ＝{τ1,τ2,τ3}包含3个混合关键周期任务τ1＝(10,hi,pwcet1)，τ2＝(15,lo,pwcet2)，τ3＝(20,hi,pwcet3)，混合关键周期任务的概率最坏情况下的执行时间如下所示：
[0094][0095][0096]
所以，max{u
lo
}＝0.55，f
lo
(max{u
lo
})＝0.007912，f
lo
(max{u
lo
})＝1，max{u
hi
}＝0.85, f
hi
(max{u
hi
})＝0.000002,f
hi
(max{u
hi
})＝1,s
lo
＝0.55,s
hi
＝0.85，混合关键周期任务τ1在低模式和高模式的平均能耗分别为9.16和13.92；整个任务集在低模式和高模式的平均能耗分别为 20.32和30.88；没有使用概率模型系统的总能耗为38.6；在区间[0,60]内调度该任务集，将本技术的实施例的方法与任务以其最坏情况下执行时间执行的方法相比较，在低模式节约大约47.36％的能耗，在高模式节约大约20％的能耗。
[0097]
进一步参考图3，作为对上述各图所示方法的实现，本技术提供了一种概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度装置的一个实施例，该装置实施例与图2所示的方法实施例相对应，该装置具体可以应用于各种电子设备中。
[0098]
本技术实施例提供了一种概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度装置，包括：
[0099]
概率利用率计算模块1，被配置为建立概率混合关键系统，并确定混合关键周期任务的概率最坏情况下的执行时间，根据混合关键周期任务的概率最坏情况下的执行时间计算概率利用率；
[0100]
条件确定模块2，被配置为根据概率利用率，确定概率混合关键系统在低模式和高模式调度可行的充分条件；
[0101]
能耗速度计算模块3，被配置为根据调度可行的条件，计算出低模式的能耗优化速度s
lo
和高模式的能耗优化速度s
hi
；
[0102]
执行模块4，被配置为当概率混合关键系统处于低模式时，混合关键周期任务以低模式的能耗优化速度s
lo
执行，当概率混合关键系统处于在高模式时，混合关键周期任务以高模式的能耗优化速度s
hi
执行。
[0103]
下面参考图4，其示出了适于用来实现本技术实施例的电子设备(例如图1所示的服务器或终端设备)的计算机装置400的结构示意图。图4示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本技术实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0104]
如图4所示，计算机装置400包括中央处理单元(cpu)401和图形处理器(gpu) 402，其可以根据存储在只读存储器(rom)403中的程序或者从存储部分409加载到随机访问存储器(ram)404中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram 404中，还存储有装置400操作所需的各种程序和数据。cpu 401、gpu402、rom 403以及ram404通过总线405彼此相连。输
入/输出(i/o)接口406也连接至总线405。
[0105]
以下部件连接至i/o接口406：包括键盘、鼠标等的输入部分407；包括诸如、液晶显示器(lcd)等以及扬声器等的输出部分408；包括硬盘等的存储部分409；以及包括诸如lan卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分410。通信部分410经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器411也可以根据需要连接至i/o接口406。可拆卸介质412，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器411 上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分409。
[0106]
特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分410从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质412被安装。在该计算机程序被中央处理单元(cpu)401和图形处理器(gpu) 402执行时，执行本技术的方法中限定的上述功能。
[0107]
需要说明的是，本技术所述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线或半导体的装置、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件或者上述的任意合适的组合。在本技术中，计算机可读介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行装置、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本技术中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行装置、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
[0108]
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本技术的操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，也可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0109]
附图中的流程图和框图，图示了按照本技术各种实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，该模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注
的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的装置来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0110]
描述于本技术实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的模块也可以设置在处理器中。
[0111]
作为另一方面，本技术还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：建立概率混合关键系统，并确定混合关键周期任务的概率最坏情况下的执行时间，根据混合关键周期任务的概率最坏情况下的执行时间计算概率利用率；根据概率利用率，确定概率混合关键系统在低模式和高模式调度可行的充分条件；根据调度可行的条件，计算出低模式的能耗优化速度s
lo
和高模式的能耗优化速度s
hi
；当概率混合关键系统处于低模式时，混合关键周期任务以低模式的能耗优化速度s
lo
执行，当概率混合关键系统处于在高模式时，混合关键周期任务以高模式的能耗优化速度s
hi
执行。
[0112]
以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

技术特征：

1.一种概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，建立概率混合关键系统，并确定混合关键周期任务的概率最坏情况下的执行时间，根据混合关键周期任务的概率最坏情况下的执行时间计算概率利用率；s2，根据所述概率利用率，确定所述概率混合关键系统在低模式和高模式调度可行的充分条件；s3，根据调度可行的条件，计算出低模式的能耗优化速度s
lo
和高模式的能耗优化速度s
hi
；s4，当所述概率混合关键系统处于低模式时，所述混合关键周期任务以低模式的能耗优化速度s
lo
执行，当所述概率混合关键系统处于在高模式时，所述混合关键周期任务以高模式的能耗优化速度s
hi
执行。2.根据权利要求1所述的概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度方法，其特征在于，所述概率混合关键系统包括包含n个相互独立混合关键周期任务的任务集γ＝{τ1,τ2,
…
,τ
n
}，混合关键周期任务τ
i
(1≤i≤n,i为整数)由(t
i
,l
i
,pwcet
i
)表示，其中t
i
是τ
i
的周期；l
i
是τ
i
的关键层次，其值为lo或者hi，lo为低关键层次任务，hi为高关键层次任务。3.根据权利要求2所述的概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度方法，其特征在于，所述步骤s1中，确定混合关键周期任务的概率最坏情况下的执行时间，具体包括：pwcet
i
是混合关键周期任务τ
i
的概率最坏情况下的执行时间，其值由下式表示：其中，分别表示混合关键周期任务τ
i
在最大处理器速度下的最小执行时间和最大执行时间；当混合关键周期任务τ
i
是低关键层次任务时，当任务τ
i
是高关键层次任务时，次任务时，是低关键层次任务在高模式的执行时间；是高关键层次任务模式转换的时间阈值；和分别表示执行时间为的概率以及分布函数；且所述低模式是指所有的高关键层次混合关键周期任务τ
i
完成执行时，其执行时间不超过且所有的低关键层次键周期任务τ
i
的执行时间不超过所述高模式是指所有高关键层次混合关键周期任务τ
i
完成执行，其执行时间不超过且低关键层次任务的执行时间不超过4.根据权利要求3所述的概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度方法，其特征在于，所述步骤s1中，根据混合关键周期任务的概率最坏情况下的执行时间计算概率利用率，具体包括：利用抢占动态优先级策略调度任务集，混合关键周期任务τ
i
的概率利用率u
i
由下式计算：
其中，5.根据权利要求4所述的概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度方法，其特征在于，所述步骤s2具体包括：所述概率混合关键系统在低模式下调度可行的充分条件由下式给出：max{u
lo
}≤1；或者，max{u
lo
}>1且下式成立：1-f
lo
(||u
lo
||1)＜f
s
；其中，max{u
lo
}表示概率分布u
lo
中的最大值，表示任务集γ在低模式的利用率概率分布，||u
lo
||1表示u
lo
中值小于1的最大值；和分别表示低关键层次任务集和高关键层次任务集在低模式的利用率概率分布；表示两个概率分布的卷积；γ
lo
和γ
hi
分别表示低关键层次任务集合和高关键层次任务集合，表示混合关键周期任务τ
i
在低模式的利用率分布；如果混合关键周期任务τ
i
是低关键层次任务，如果混合关键周期任务τ
i
是高关键层次任务，其其的值等于u
i
分布中以值为界，进行截断处理；其截断处理的过程如下：其中，且min≤l＜thr，f
s
表示所述概率混合关键系统允许失败的概率；所述概率混合关键系统在高模式下调度可行的充分条件由下式给出：max{u
hi
}≤1；或者，max{u
hi
}>1且下式成立：1-f
hi
(||u
hi
||1)＜f
s
；其中，max{u
hi
}表示概率分布u
hi
中的最大值，表示任务集γ在高模式的利用率概率分布，||u
hi
||1表示u
hi
中值小于1的最大值；和分别表示低关键层次任务集在低模式层次任务集和高关键层次任务集在高模式的利用率概率分布；表示两个概率分布的卷积；γ
lo
和γ
hi
分别表示低关键层次任务集合和高关键层次任务集合，表示混合关键周期任务τ
i
在低模式的利用率分布；如果混合关键周期任务τ
i
是低关键层次任务，如果混合关键周期任务τ
i
是高关键层次任务，f
s
表示所述概率混合关键系统允许失败的概率。
6.根据权利要求5所述的概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度方法，其特征在于，所述步骤s3具体包括：当max{u
lo
}≤1时，s
lo
＝max{u
lo
}；否则，s
lo
＝1；表示任务集γ在低模式的利用率概率分布；当max{u
hi
}≤1时，s
hi
＝max{u
hi
}；否则，s
hi
＝1；表示任务集γ在高模式的利用率概率分布；表示两个概率分布的卷积。7.根据权利要求6所述的概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度方法，其特征在于，所述步骤s4具体包括：所述概率混合关键系统开始时处于低模式，所有任务以s
lo
执行；当高关键层次任务混合关键周期任务τ
i
的执行时间超过c
ithr
/s
lo
并未完成执行时，或者低关键层次任务混合关键周期任务τ
i
的执行时间超过c
imax
/s
lo
；所述概率混合关键系统从低模式切换到高模式，在高模式所有的任务以s
hi
执行；低关键层次混合关键周期任务τ
i
的执行时间不超过c
ideg
/s
hi
，否则终止执行；当所有高关键层次任务混合关键周期任务τ
i
都执行完成或者处理器处于空闲状态时，所述概率混合关键系统从高模式返回到低模式，此时所有任务以s
lo
执行。8.一种概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度装置，其特征在于，包括：概率利用率计算模块，被配置为建立概率混合关键系统，并确定混合关键周期任务的概率最坏情况下的执行时间，根据混合关键周期任务的概率最坏情况下的执行时间计算概率利用率；条件确定模块，被配置为根据所述概率利用率，确定所述概率混合关键系统在低模式和高模式调度可行的充分条件；能耗速度计算模块，被配置为根据调度可行的条件，计算出低模式的能耗优化速度s
lo
和高模式的能耗优化速度s
hi
；执行模块，被配置为当所述概率混合关键系统处于低模式时，所述混合关键周期任务以低模式的能耗优化速度s
lo
执行，当所述概率混合关键系统处于在高模式时，所述混合关键周期任务以高模式的能耗优化速度s
hi
执行。9.一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的方法。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的方法。

技术总结

本发明公开了一种概率混合关键系统动态优先级非精确任务节能调度方法及装置，建立概率混合关键系统，并确定混合关键周期任务的概率最坏情况下的执行时间，根据混合关键周期任务的概率最坏情况下的执行时间计算概率利用率；根据概率利用率，确定概率混合关键系统在低模式和高模式调度可行的充分条件；根据调度可行的条件，计算出低模式的能耗优化速度S