基于时间触发的车载网络实时应用整体调度

基于时间触发的车载网络实时应用整体调度

随着以时间触发为基础的通信协议,如时间触发控制器区域网络（TTCAN）、时间触发协议（TTP）、FlexRay总线在车辆上的广泛应用，应用车载网络中的任务调度和报文传输已经成为一个关键问题。研究了基于时间触发的车载网络用于处理实时应用的一个整体调度的问题，这些问题是在系统设计和集成中所面临的实际问题。设计了一种新的任务调度算法，称为非固定开始时间（UST）算法。该算法可以提高任务调度和报文传输的灵活性。为了允许任务分配冲突和进一步的完善调度，提出了两种重新分配和反推的方法，即偏移修正后的重新分配（ROM）、反推和优先级提升（BPP）两个过程。通过进行多方面的评估，用以保证所提出的算法在各种情况下的性能。

该算法通过迭代的方式选择程序，通过UST对所选择程序进行单个节点的调度，而ROM、BPP作为补充，以增强应用的可调度性。主要的组件和算法特征包括：①引入两个概念，最早开始时间（EST）和最晚开始时间（LST），它被分配给每个节点，也将用于UST中；②对需要的应用进行选择调度；③以UST的调度方式，对所选择的每一个应用灵活地分配节点。当节点被调度时（发出调度命令），则调度的开始时间不是固定的。这种非固定的调度策略提供了更多的机会，使节点插入到更合适的位置上；④当时间分配存在冲突时，ROM会重新安排有冲突的应用，通过适当的偏移，使得所调度的不同应用可以错开，避免冲突；⑤一旦ROM无法帮助消除冲突，BPP会通过提升冲突应用的优先级，并且撤回先前被调度的应用，从而为发生冲突的应用创建空间；⑥提供了一个网络带宽优化过程，一旦所有的节点都已经被成功地进行了调度，则调度器会确定一个最终的调度安排，优化总线的带宽利用率，同时还满足所有节点的时间要求。

刊名：Industrial Informatics（英）

刊期：2014年第8期

作者：Menglan Hu et al

编译：陈鹏飞