基于异构多处理器的关键任务调度平台的设计与实现

发布时间：2025-04-26 23:42

　　随着智能穿戴设备在生活、军事和医疗等领域的应用愈加广泛,如何提高嵌入式系统的可靠性以更好地适用于更多的应用场景,成为了一个值得研究的问题。本文首先对可穿戴设备的应用场景进行了分析,结合现有的一些容错调度算法详细分析了可穿戴设备在实际应用场景中所面临的问题,并实现了面向关键任务的容错调度平台,在软件层面为关键任务提供容错保护。结合可穿戴设备对体积、功耗和运行效率的需求,搭建了RK3399芯片与Zynq ZC706相结合的硬件平台,实现了以边缘检测算法与图像增强算法为例的任务处理模块。实现了基于双模冗余的容错调度模块,为关键任务提供可靠性保证。并且结合异构多核架构的特点提出了一种处理器之间的任务同步机制,通过该机制对容错调度算法进行了改进,在不影响容错性能的同时,缩短了容错算法的运行时间。同时,对基于DAG的任务模型从任务可靠性的角度进行了分析,指出了基于DAG模型的计算任务中的子任务之间存在着时序依赖。这些子任务在运行时发生的瞬态故障会产生连锁反应,对系统的可靠性造成不良的影响。针对这一问题,提出了基于聚类的容错调度算法和平衡系数的概念,通过将聚类算法与表调度算法进行结合,为DAG图中不同...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题背景
        1.1.3 研究目的与意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 提高系统可靠性的相关技术
        1.2.2 基于DAG模型的任务调度
    1.3 论文主要研究内容与工作
    1.4 论文组织结构
第2章 基于可穿戴设备的调度算法概述
    2.1 引言
    2.2 可穿戴设备
    2.3 容错技术
    2.4 面向DAG模型的任务调度
    2.5 本章小结
第3章 基于异构多核架构的调度平台的设计与实现
    3.1 引言
    3.2 调度平台需求分析
    3.3 可穿戴设备硬件分析
    3.4 面向关键任务的容错调度算法
        3.4.1 已有的任务调度算法分析
        3.4.2 异构多核系统与任务模型
        3.4.3 同步机制
        3.4.4 改进的容错调度算法
    3.5 容错调度平台的实现
        3.5.1 实验平台的基本参数及实物图
        3.5.2 计算任务的设计与实现
    3.6 面向关键任务的调度模块的实验
        3.6.1 改进的容错调度算法的性能分析
        3.6.2 改进的容错调度算法的负载分析
    3.7 本章小结
第4章 基于DAG模型的容错调度问题的研究
    4.1 引言
    4.2 调度问题需求分析
    4.3 已有的任务调度算法分析
        4.3.1 HEFT调度算法
        4.3.2 CPOP调度算法
        4.3.3 容错调度算法分析
    4.4 基于聚类的容错调度算法
        4.4.1 任务调度模型
        4.4.2 算法设计
    4.5 面向DAG模型的容错调度模块的实验
        4.5.1 面向DAG模型的容错调度算法的性能测试
        4.5.2 面向DAG模型的容错调度算法的负载分析
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
个人简历



本文编号：4041546