一种新的实时系统内核调度算法

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1、第37卷第6期计算机工程2011年3月Vol.37No.6ComputerEngineeringMarch2011·开发研究与设计技术·文章编号：1000—3428(2011)06—0286—03文献标识码：A中图分类号：TP301.6一种新的实时系统内核调度算法薛安琪，屈玉贵，赵宝华(中国科学技术大学电子工程与信息科学系，合肥230027)摘要：针对节点操作系统的特点及其对实时性、安全性、并发性的要求，提出一种新的实时系统内核调度算法，通过将任务优先级调度和时间片轮询相结合，提高处理器的响应速度，改善

2、系统的实时性。将该调度策略在µCOS-II上进行实现，并将修改后的内核应用于无线采集系统中进行实验验证，结果证明，该调度算法明显减少了系统响应时间，提高了系统效率。关键词：无线传感器网络；任务调度；无线数据采集系统；µCOS-II系统NewKernelScheduleAlgorithmforReal-timeSystemXUEAn-qi,QUYu-gui,ZHAOBao-hua(DepartmentofElectronicEngineeringandInformationScience,Universi

3、tyofScienceandTechnologyofChina,Hefei230027,China)【Abstract】Aimingatthecharacteristicsofnodeoperatingsystemanditsdemandsforreal-timeperformance,securityandconcurrency,thispaperproposesanewkernelschedulealgorithmforreal-timesystem.Bycombiningtaskpriorityd

4、ispatchingwithtimeslotcycling,itbooststheresponsespeedoftheprocessor,andimprovesthereal-timecharacteristicsofthesystem.ThestrategyisimplementedonµCOS-II,andthemodifiedkernelisappliedtothewirelessacquisitionsystem,whoseresultprovesthatthealgorithmreducesr

5、esponsetimeofthesystemandimprovesitsefficiency.【Keywords】WSN;taskschedule;wirelessdataacquisitionsystem;µCOS-IIsystemDOI:10.3969/j.issn.1000-3428.2011.06.0991概述小，非常适合高实时性要求的任务。但µCOS-II内核调度算节点操作系统是无线传感器网络重要的支撑技术之一。法也有许多不足之处：µCOS-II内核支持的任务数量较少，节点操作系统受到处理器资

6、源、存储器空间以及能耗等方面最多只能同时运行256个任务；µCOS-II内核不支持同优先的限制，还要满足实时性、安全性、并发性的要求。本文通级任务；基于优先级的调度算法对于优先级反转问题缺乏有过分析主流的内核调度算法，结合无线传感器的特性，提出效的解决方案。因此，本文对µCOS-II内核调度程序进行了一种新的实时内核调度算法，有效地解决了上述问题。修改，在µCOS-II中实现了新的调度算法。3.2内核相关数据结构的修改2常用的内核调度算法在新的调度算法中，一个优先级对应多个任务，因此，随着软件以及网络通

7、信行业的发展，目前已有许多调度本文加入一个新的结构体OS_Prio(优先级块)，系统中增加一[1]算法。比较常用的调度算法有4种：个全局的优先级块池OSPrioFreeList，它的作用与(1)先来先服务算法(FCFS)。该算法复杂度低，但服务质OSTCBFreeList类似，某一优先级的任务创建时，将在量差，实时性较差，容易引起用户不满。OSPrioFreeList申请一个可用的OS_Prio结构，它的地址将被(2)最短CPU运行优先调度算法(SCBF)。该算法从就绪存入OSPrioTbl[]中。每个

8、创建好的OS_Prio结构将指向一个队列中选择CPU执行时间最短的任务，虽然有较好的调度性双向链表，其中包含此优先级下不同的任务。它们之间通过能，但很难准确预测任务CPU的执行时间。时间片进行调度，如图1所示。(3)时间片轮询。该算法为每个任务安排时间片进行轮询调度，优先级较高的任务不能得到快速的处理。OSPrioTbl[]OS_PrioOS_PrioOS_Prio(4)多级反馈队列方式。该算法是在系统中设置多个就绪队列，并赋予各队列不同的