體實(shí)施方式】
[0024] 一種熱備份實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中自適應(yīng)任務(wù)調(diào)度方法，步驟如下：
[0025] (1)根據(jù)熱備份實(shí)時(shí)系統(tǒng)中各項(xiàng)硬實(shí)時(shí)任務(wù)的特點(diǎn)，將任務(wù)分成單周期任務(wù)，多周 期任務(wù)和空閑任務(wù)；所述的單周期任務(wù)為每周期在指定的啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)開始運(yùn)行且在當(dāng)周期 截止時(shí)間點(diǎn)前必須完成的任務(wù)；多周期任務(wù)為多個(gè)周期啟動(dòng)一次且下一次啟動(dòng)前必須完成 的任務(wù)；
[0026] (2)根據(jù)熱備份實(shí)時(shí)系統(tǒng)中控制精度的需要，確定控制周期；判斷步驟（1)中的單 周期任務(wù)中是否包含交換比對(duì)任務(wù)，若不包含則額外設(shè)計(jì)一個(gè)交換比對(duì)任務(wù)，并確定所有 任務(wù)的運(yùn)行順序和優(yōu)先級(jí)；設(shè)置各項(xiàng)非空閑任務(wù)的啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)和截止時(shí)間點(diǎn)，并設(shè)置時(shí)間 片的大??；
[0027] (3)根據(jù)多周期任務(wù)中任務(wù)的運(yùn)行要求，設(shè)置多周期任務(wù)的最小調(diào)度周期和最大 調(diào)度周期；所述的最小調(diào)度周期和最大調(diào)度周期的設(shè)定均由多周期任務(wù)中的具體算法決 定，最小調(diào)度周期為算法要求的最優(yōu)調(diào)度周期，最大調(diào)度周期為算法能夠容忍的極限調(diào)度 周期；
[0028] (4)在控制周期中斷和時(shí)間片中斷中按照步驟（2)確定的運(yùn)行順序進(jìn)行任務(wù)調(diào) 度，并在運(yùn)行交換比對(duì)任務(wù)中對(duì)熱備份實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中各機(jī)的任務(wù)調(diào)度完成情況進(jìn)行比 對(duì)，控制各機(jī)同時(shí)啟動(dòng)和結(jié)束多周期任務(wù)；其中，對(duì)于單周期任務(wù)，每個(gè)控制周期在啟動(dòng)時(shí) 間點(diǎn)啟動(dòng)，如果在截止時(shí)間點(diǎn)之前任務(wù)未完成，則強(qiáng)制停止該任務(wù)；對(duì)于多周期任務(wù)，在啟 動(dòng)時(shí)間點(diǎn)啟動(dòng)后，如果在最小調(diào)度周期對(duì)應(yīng)的截止時(shí)間點(diǎn)之前任務(wù)已完成，則在最小調(diào)度 周期后重新啟動(dòng)該任務(wù)；如果在最小調(diào)度周期之內(nèi)該任務(wù)未完成，則允許該任務(wù)繼續(xù)運(yùn)行； 如果在最大調(diào)度周期之內(nèi)任務(wù)完成，則在任務(wù)完成時(shí)刻所在控制周期重新啟動(dòng)該任務(wù)；如 果在最大調(diào)度周期對(duì)應(yīng)截止時(shí)間點(diǎn)任務(wù)仍未完成，則強(qiáng)制停止并重新啟動(dòng)該任務(wù)，即按照 最大調(diào)度周期進(jìn)行周期性調(diào)度。所述步驟（4)具體步驟如下：
[0029] (4. 1)判斷當(dāng)前控制周期是否為第一個(gè)控制周期，若為第一個(gè)控制周期，則按照步 驟（2)確定的運(yùn)行順序及各任務(wù)的啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)和截止時(shí)間點(diǎn)運(yùn)行單周期任務(wù)，所有單周期 任務(wù)完成后的空閑時(shí)間里調(diào)度空閑任務(wù)；當(dāng)?shù)竭_(dá)多周期任務(wù)的啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)時(shí)，啟動(dòng)多周期 任務(wù)；進(jìn)入下一個(gè)控制周期，轉(zhuǎn)步驟（4. 2);
[0030] (4. 2)按照步驟（2)確定的運(yùn)行順序及各任務(wù)的啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)和截止時(shí)間點(diǎn)運(yùn)行單 周期任務(wù)，所有單周期任務(wù)完成后的空閑時(shí)間里，判斷多周期任務(wù)是否已經(jīng)完成，若未完成 則調(diào)度多周期任務(wù)，若已完成則調(diào)度空閑任務(wù)；進(jìn)入下一個(gè)控制周期，轉(zhuǎn)步驟（4.3);
[0031] (4.3)重復(fù)步驟（4. 2)，并判斷在最小調(diào)度周期對(duì)應(yīng)的截止時(shí)間點(diǎn)之前多周期任 務(wù)是否已經(jīng)完成，若完成，則在最小調(diào)度周期后，將下一控制周期作為第一個(gè)控制周期，轉(zhuǎn) 步驟（4. 1)重新啟動(dòng)該多周期任務(wù)；若在最小調(diào)度周期對(duì)應(yīng)的截止時(shí)間點(diǎn)之前多周期任務(wù) 未完成，則繼續(xù)重復(fù)步驟（4. 2)，判斷在最大調(diào)度周期對(duì)應(yīng)的截止時(shí)間點(diǎn)之前多周期任務(wù)是 否已經(jīng)完成，若完成，則將下一控制周期作為第一個(gè)控制周期，轉(zhuǎn)步驟（4. 1)重新啟動(dòng)該多 周期任務(wù)；若未完成，則強(qiáng)制停止該多周期任務(wù)，將下一控制周期作為第一個(gè)控制周期，轉(zhuǎn) 步驟（4. 1)重新執(zhí)行。
[0032] 實(shí)施例
[0033] (1)制定控制周期的大小、任務(wù)、運(yùn)行順序、優(yōu)先級(jí)、啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)、截止時(shí)間點(diǎn)、時(shí)間 片大小：
[0034] 如圖1所示，為典型熱備份控制計(jì)算機(jī)軟件結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明實(shí)施例中的典型實(shí)時(shí) 控制系統(tǒng)由應(yīng)用程序、空閑任務(wù)、中斷服務(wù)程序、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核和板級(jí)支持包組成。其 中應(yīng)用程序按功能分為5個(gè)任務(wù)：采集任務(wù)、交換比對(duì)任務(wù)、控制任務(wù)、系統(tǒng)監(jiān)測任務(wù)和計(jì) 算任務(wù)，控制周期為160ms，時(shí)間片大小為10ms。任務(wù)在控制周期中的運(yùn)行順序、優(yōu)先級(jí)、啟 動(dòng)時(shí)間點(diǎn)和截止時(shí)間點(diǎn)如表1所示。除計(jì)算任務(wù)為多周期任務(wù)外，其余非空閑任務(wù)均為單 周期任務(wù)。
[0035]表1
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種熱備份實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中自適應(yīng)任務(wù)調(diào)度方法，其特征在于步驟如下： (1)根據(jù)熱備份實(shí)時(shí)系統(tǒng)中各項(xiàng)硬實(shí)時(shí)任務(wù)的特點(diǎn)，將任務(wù)分成單周期任務(wù)，多周期任 務(wù)和空閑任務(wù)；所述的單周期任務(wù)為每周期在指定的啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)開始運(yùn)行且在當(dāng)周期截止 時(shí)間點(diǎn)前必須完成的任務(wù)；多周期任務(wù)為多個(gè)周期啟動(dòng)一次且下一次啟動(dòng)前必須完成的任 務(wù)； 似根據(jù)熱備份實(shí)時(shí)系統(tǒng)中控制精度的需要，確定控制周期；判斷步驟（1)中的單周期 任務(wù)中是否包含交換比對(duì)任務(wù)，若不包含則額外設(shè)計(jì)一個(gè)交換比對(duì)任務(wù)，并確定所有任務(wù) 的運(yùn)行順序和優(yōu)先級(jí)；設(shè)置各項(xiàng)非空閑任務(wù)的啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)和截止時(shí)間點(diǎn)，并設(shè)置時(shí)間片的 大??； (3) 根據(jù)多周期任務(wù)中任務(wù)的運(yùn)行要求，設(shè)置多周期任務(wù)的最小調(diào)度周期和最大調(diào)度 周期； (4) 在控制周期中斷和時(shí)間片中斷中按照步驟（2)確定的運(yùn)行順序進(jìn)行任務(wù)調(diào)度，并 在運(yùn)行交換比對(duì)任務(wù)中對(duì)熱備份實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中各機(jī)的任務(wù)調(diào)度完成情況進(jìn)行比對(duì)，控制 各機(jī)同時(shí)啟動(dòng)和結(jié)束多周期任務(wù)；其中，對(duì)于單周期任務(wù)，每個(gè)控制周期在啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)啟 動(dòng)，如果在截止時(shí)間點(diǎn)之前任務(wù)未完成，則強(qiáng)制停止該任務(wù)；對(duì)于多周期任務(wù)，在啟動(dòng)時(shí)間 點(diǎn)啟動(dòng)后，如果在最小調(diào)度周期對(duì)應(yīng)的截止時(shí)間點(diǎn)之前任務(wù)已完成，則在最小調(diào)度周期后 重新啟動(dòng)該任務(wù)；如果在最小調(diào)度周期之內(nèi)該任務(wù)未完成，則允許該任務(wù)繼續(xù)運(yùn)行；如果 在最大調(diào)度周期之內(nèi)任務(wù)完成，則在任務(wù)完成時(shí)刻所在控制周期重新啟動(dòng)該任務(wù)；如果在 最大調(diào)度周期對(duì)應(yīng)截止時(shí)間點(diǎn)任務(wù)仍未完成，則強(qiáng)制停止并重新啟動(dòng)該任務(wù)，即按照最大 調(diào)度周期進(jìn)行周期性調(diào)度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱備份實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中自適應(yīng)任務(wù)調(diào)度方法，其特征在 于：所述步驟（4)具體步驟如下： (4. 1)判斷當(dāng)前控制周期是否為第一個(gè)控制周期，若為第一個(gè)控制周期，則按照步驟 (2)確定的運(yùn)行順序及各任務(wù)的啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)和截止時(shí)間點(diǎn)運(yùn)行單周期任務(wù)，所有單周期任 務(wù)完成后的空閑時(shí)間里調(diào)度空閑任務(wù)；當(dāng)?shù)竭_(dá)多周期任務(wù)的啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)時(shí)，啟動(dòng)多周期任 務(wù)；進(jìn)入下一個(gè)控制周期，轉(zhuǎn)步驟（4. 2); (4.2) 按照步驟（2)確定的運(yùn)行順序及各任務(wù)的啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)和截止時(shí)間點(diǎn)運(yùn)行單周期 任務(wù)，所有單周期任務(wù)完成后的空閑時(shí)間里，判斷多周期任務(wù)是否已經(jīng)完成，若未完成則調(diào) 度多周期任務(wù)，若已完成則調(diào)度空閑任務(wù)；進(jìn)入下一個(gè)控制周期，轉(zhuǎn)步驟（4.3); (4.3) 重復(fù)步驟（4. 2)，并判斷在最小調(diào)度周期對(duì)應(yīng)的截止時(shí)間點(diǎn)之前多周期任務(wù)是 否已經(jīng)完成，若完成，則在最小調(diào)度周期后，將下一控制周期作為第一個(gè)控制周期，轉(zhuǎn)步驟 (4. 1)重新啟動(dòng)該多周期任務(wù)；若在最小調(diào)度周期對(duì)應(yīng)的截止時(shí)間點(diǎn)之前多周期任務(wù)未完 成，則繼續(xù)重復(fù)步驟（4. 2)，判斷在最大調(diào)度周期對(duì)應(yīng)的截止時(shí)間點(diǎn)之前多周期任務(wù)是否已 經(jīng)完成，若完成，則將下一控制周期作為第一個(gè)控制周期，轉(zhuǎn)步驟（4. 1)重新啟動(dòng)該多周期 任務(wù)；若未完成，則強(qiáng)制停止該多周期任務(wù)，將下一控制周期作為第一個(gè)控制周期，轉(zhuǎn)步驟 (4. 1)重新執(zhí)行。
【專利摘要】一種熱備份實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中自適應(yīng)任務(wù)調(diào)度方法，(1)根據(jù)熱備份實(shí)時(shí)系統(tǒng)中各項(xiàng)硬實(shí)時(shí)任務(wù)的特點(diǎn)，將任務(wù)分成單周期任務(wù)，多周期任務(wù)和空閑任務(wù)；(2)根據(jù)熱備份實(shí)時(shí)系統(tǒng)中控制精度的需要，確定控制周期；判斷單周期任務(wù)中是否包含交換比對(duì)任務(wù)，若不包含則額外設(shè)計(jì)一個(gè)交換比對(duì)任務(wù)，并確定所有任務(wù)的運(yùn)行順序和優(yōu)先級(jí)；設(shè)置各項(xiàng)非空閑任務(wù)的啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)和截止時(shí)間點(diǎn)，并設(shè)置時(shí)間片的大??；(3)設(shè)置多周期任務(wù)的最小調(diào)度周期和最大調(diào)度周期；(4)在控制周期中斷和時(shí)間片中斷中按照步驟(2)確定的運(yùn)行順序進(jìn)行任務(wù)調(diào)度，并在運(yùn)行交換比對(duì)任務(wù)中對(duì)熱備份實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中各機(jī)的任務(wù)調(diào)度完成情況進(jìn)行比對(duì)，控制各機(jī)同時(shí)啟動(dòng)和結(jié)束多周期任務(wù)。
【IPC分類】G06F9-48, G06F9-52
【公開號(hào)】CN104536835
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410773385
【發(fā)明人】王婧, 于丹, 張釗, 劉波, 徐建, 劉超偉, 彭飛, 王勇, 張高, 張維瑾, 鄭永潔
【申請(qǐng)人】北京控制工程研究所
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月12日