實(shí)時(shí)系統(tǒng)優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問(wèn)題的研究.pdf

1、目前，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域之中。嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)平臺(tái)也得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在搶占式多任務(wù)實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，由于任務(wù)的并發(fā)執(zhí)行以及對(duì)共享資源的使用，必然存在優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)(Priority Inversion)的危險(xiǎn)，從而會(huì)影響到高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間。極端情況下，引起優(yōu)先級(jí)無(wú)限反轉(zhuǎn)，就會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)崩潰；同時(shí)，優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)也是應(yīng)用系統(tǒng)許多不可預(yù)知錯(cuò)誤的根源。因此，在嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)時(shí)，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)層面上緩解優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)

2、現(xiàn)象至關(guān)重要。
　　本文在優(yōu)先級(jí)繼承協(xié)議(Priority Inheritance Algorithm)和優(yōu)先級(jí)置頂協(xié)議(Priority Ceiling Algorithm)兩種防止μC/OS-II操作系統(tǒng)中優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象發(fā)生的算法基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)信號(hào)量的申請(qǐng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)的交換方法，對(duì)優(yōu)先級(jí)的繼承做了進(jìn)一步的改進(jìn)，提出了優(yōu)先級(jí)繼承改進(jìn)算法(IPI)。該算法在克服上述兩種方法缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，能夠有效的防止優(yōu)先級(jí)的反轉(zhuǎn)問(wèn)題。但該算法增加系

3、統(tǒng)的負(fù)擔(dān)和環(huán)境切換的時(shí)間，會(huì)使任務(wù)運(yùn)行效率降低。
　　容錯(cuò)技術(shù)具有處理不同類型的缺陷和錯(cuò)誤的優(yōu)點(diǎn)，據(jù)此提出了一套更加有效的方法來(lái)解決優(yōu)先級(jí)的反轉(zhuǎn)問(wèn)題。在容錯(cuò)優(yōu)先級(jí)繼承(Fault-tolerant Priority Inheritance)和容錯(cuò)優(yōu)先級(jí)提高(Fault-tolerant Priority Promotion)兩種算法的基礎(chǔ)上，通過(guò)適當(dāng)降低容錯(cuò)優(yōu)先級(jí)因子，設(shè)計(jì)了允許降低容錯(cuò)優(yōu)先級(jí)的分配策略(ATDFP)。算例分析驗(yàn)證