在硬性實時系統(tǒng)中軟件組件的出棧調(diào)度技術方案

一種用于在硬性實時系統(tǒng)中調(diào)度可調(diào)度的組件的方法，所述硬性實時系統(tǒng)用于處理時間相關的數(shù)據(jù)元流，其中可調(diào)度的組件的數(shù)目大于可用的處理器的數(shù)目，所述處理器用于處理所述組件，其中每個所述組件具有至少一個輸入和一個輸出，其特征在于所述方法包括如下連續(xù)執(zhí)行的步驟：－為每個可調(diào)度的組件確定所述組件能夠有助于所述硬性實時系統(tǒng)的輸出的最早時間，－調(diào)度能夠在總的最早時間有助于所述實時系統(tǒng)的輸出的所述可調(diào)度的組件。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種在硬性實時系統(tǒng)中調(diào)度組件的方法，所述硬性實時系統(tǒng)用于處理時間相關的數(shù)據(jù)元流。本專利技術還涉及一種硬性實時系統(tǒng)，用于處理時間相關的數(shù)據(jù)元流。在實時軟件系統(tǒng)中，其中組件的數(shù)目大于可用處理器的數(shù)目，組件競爭以得到處理時間，并且要求可靠又快速地調(diào)度組件。在本文中，把在其生成輸出的時間是必要的任何軟件系統(tǒng)稱為實時軟件系統(tǒng)。從實時軟件系統(tǒng)的輸入時間到其輸出時間的滯后-即延遲必須小到足以可接受的時間性。硬性實時軟件系統(tǒng)必須在有限的時間間隔內(nèi)響應外部產(chǎn)生的輸入。在本文中的軟件系統(tǒng)一般是用若干互連的組件來構造的，并且在組件之間的唯一交互作用是通過它們的接口來實現(xiàn)的，所述組件不共享狀態(tài)信息。在這種系統(tǒng)中，調(diào)度器采用滿足在系統(tǒng)級上的實時約束來向組件分配處理間隔。調(diào)度組件由兩個階段組成，隨著時間的推移不斷地重復所述兩個階段。首先，確定可調(diào)度的組件集，繼而根據(jù)該集并且依照某種優(yōu)先化模式，選擇實際上將在處理器上執(zhí)行的組件的子集(在每個處理器上執(zhí)行一個組件)。已知一些優(yōu)先化模式。·循環(huán)模式-快照(snapshot)由可調(diào)度的組件集組成。任意地排序該集并且逐個選擇所述組件。在服務所有可調(diào)度的組件之后，更新可調(diào)度的組件集。·固定優(yōu)先級模式-每個組件將具有確定的固定優(yōu)先級。從可調(diào)度的組件集來選擇具有最高優(yōu)先級的組件。接下來，更新所述可調(diào)度的組件集，并且根據(jù)該新的集來選擇具有最高優(yōu)先級的組件，諸如此類。·靈活優(yōu)先級模式-每個組件將得到隨著時間的推移可以改變的優(yōu)先級。從可調(diào)度的組件集來在那時選擇具有最高優(yōu)先級的組件。接下來，更新所述可調(diào)度的組件集并且重新計算所述組件的優(yōu)先級。從該新的集中選擇具有最高優(yōu)先級的組件，諸如此類。·基于優(yōu)先級的先發(fā)(pre-emptive)調(diào)度-該調(diào)度方法可以與固定或靈活的優(yōu)先級方法組合起來。當具有較高優(yōu)先級的組件在處理具有較低優(yōu)先級的組件期間變得可調(diào)度的時，可以中斷對后者組件的處理以便首先服務具有較高優(yōu)先級的組件。·流水線或壓棧(push)調(diào)度-任意地排序有向組件圖的源。逐個處理可調(diào)度的源，但是在每個步驟之后，更新可調(diào)度的集并且數(shù)據(jù)盡可能通過所述圖壓棧。當由于處理源而導致沒有任何組件可以被調(diào)度時，處理下一可調(diào)度源。這里考慮的問題是發(fā)現(xiàn)有效的優(yōu)先化模式，其能夠從可調(diào)度的組件集中來選擇最佳的可調(diào)度組件。所述的最佳意味著最小的端口到端口的延遲。US2002/0062435描述了具有多個流以便處理多個線程的多流送處理器，和具有用于一個或多個流的優(yōu)先級代碼的優(yōu)先級記錄的指令調(diào)度器。在一些實施例中，優(yōu)先級代碼確定相對訪問資源以及哪個流在任意時間點具有訪問權。在其它實施例中，優(yōu)先級被動態(tài)地確定并且實時地改變，這可以按照諸如芯片內(nèi)處理統(tǒng)計之類的各種準則、通過執(zhí)行一個或多個優(yōu)先級算法、依照流負載通過來自芯片外的輸入或這些的組合來完成。US 6,195,701描述了一種用于同步并調(diào)度多數(shù)據(jù)流和實時任務的方法。由觸發(fā)條件例如流送過程的狀態(tài)來確定調(diào)度準則。然后再把這種狀態(tài)與流的時間標記和系統(tǒng)時間相關。該文獻沒有解決通過執(zhí)行組件調(diào)度使用一個處理器來執(zhí)行流送和控制流送的問題。同時，人們發(fā)現(xiàn)上述數(shù)據(jù)處理沒有遵照可用于系統(tǒng)的最高輸出率。現(xiàn)有技術一般可能向在數(shù)據(jù)隊列中下一個數(shù)據(jù)分配可用的處理資源。這意味著如果在處理流水線中被分配相等處理優(yōu)先級的兩個數(shù)據(jù)流等候處理資源，那么首先處理排在第一的數(shù)據(jù)流。在某些應用中這可能是不方便的，比如在產(chǎn)生輸出之前，在處理樹結構中的處理操作可能被鎖定相當長的一段時間。隨著處理樹深度的增加，這種不方便會明顯加大。本專利技術的目的是提供一種用于調(diào)度的方法，其適于實現(xiàn)系統(tǒng)的硬性實時操作并且解決上述問題。這由在硬性實時系統(tǒng)中調(diào)度可調(diào)度的組件的方法來獲得，所述硬性實時系統(tǒng)用于處理時間相關的數(shù)據(jù)元流，其中可調(diào)度的組件數(shù)目大于可用的用于處理所述組件的處理器的數(shù)目，并且其中每個所述組件具有至少一個輸入和一個輸出，其特征在于所述方法包括如下連續(xù)地執(zhí)行的步驟-為每個可調(diào)度的組件確定能夠有助于所述硬性實時系統(tǒng)的輸出的最早時間，-調(diào)度能夠在總的最早時間有助于所述實時系統(tǒng)的輸出的可調(diào)度組件。這意味著如果存在有助于所述輸出的可調(diào)度的組件，那么不會把處理時間花費在那些無助于產(chǎn)生輸出的可調(diào)度的組件。在實施例中，如果一定數(shù)目的可調(diào)度的組件在相同的總最早時間有助于所述實時系統(tǒng)的輸出，那么使用壓棧調(diào)度來執(zhí)行所述數(shù)目的組件的調(diào)度。在這種情況下壓棧調(diào)度引入了比其它調(diào)度方法更少的關聯(lián)轉換。最小化關聯(lián)轉換還支持低的端口到端口的延遲。在另一實施例中，為每個組件指定預定義的時間間隔的長度，并且當來自時間相關的、加時間戳的數(shù)據(jù)元流的預定義的時間間隔的加時間戳數(shù)據(jù)元在一個組件的所有輸入都可用時，所述組件就是可調(diào)度的。與時間框(time box)調(diào)度的組合允許確定以某種方式對輸出的最早的貢獻(contribution)，該貢獻易于重新計算。在具體實施例中，通過定義所述預定義的時間間隔的開始時間和結束時間，并且通過檢查數(shù)據(jù)已經(jīng)被前一組件處理之前的時間是否比所述預定義的時間間隔的結束時間要新，來確定所述加時間戳數(shù)據(jù)元的所述預定義時間間隔的可用性。這允許以容易的方式來檢測組件是否是可調(diào)度的。在實施例中，通過下列步驟來執(zhí)行確定所述組件能夠有助于所述輸出的最早時間的步驟-識別所述數(shù)據(jù)元必須由其處理的隨后組件的可能路徑以便從所述組件達到所述系統(tǒng)的輸出，-通過從所述預定義的時間間隔的開始時間中減去為在所述路徑中每個所述隨后組件指定的每個預定義時間間隔的長度，來確定每個可能的路徑的最早貢獻時間。-把所述組件能夠有助于所述輸出的最早時間確定為最早的、所確定的貢獻時間。這是用于采用不向任何輸出或用于到達輸出的路徑給出優(yōu)先選擇的方式，來定義‘最早貢獻’的方式。在具體實施例中，通過下列步驟來執(zhí)行確定所述組件能夠有助于所述輸出的最早時間的步驟-識別所述數(shù)據(jù)元必須由其處理的隨后組件的路徑以便從所述組件到達所述系統(tǒng)的輸出，其中，-通過從所述預定義時間間隔的開始時間中減去為在所述路徑中的每個所述隨后組件指定的每個預定義時間間隔的長度來為每個可能的路徑確定最早貢獻時間，其中至少某些所述預定義的時間間隔已經(jīng)被減去位移值。-把所述組件能夠有助于所述輸出的最早時間選擇為最早的、所確定的貢獻時間。這允許采用容易的方式來決定哪個可調(diào)度的組件在最早的時間點能夠有助于輸出，加入使用位移量來強迫數(shù)據(jù)流過所述系統(tǒng)的話。本專利技術還涉及一種用于處理時間相關的數(shù)據(jù)元流的硬性實時系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括一定數(shù)目的組件和一定數(shù)目的用于處理組件的處理器，所述組件的數(shù)目大于處理器的數(shù)目，每個所述組件具有至少一個輸入和至少一個輸出，所述系統(tǒng)包括用于為每個可調(diào)度的組件確定所述組件能夠有助于所述硬性實時系統(tǒng)的輸出的最早時間的裝置；和用于調(diào)度在總的最早時間能夠有助于所述實時系統(tǒng)的輸出的可調(diào)度組件的裝置。本專利技術可以被用于實時系統(tǒng)，諸如在處理(MPEG2，MPEG4)和未處理領域中視頻和音頻處理系統(tǒng)。進一步的實時系統(tǒng)可以是圖像處理、圖象識別、工業(yè)自動化、模式識別和雷達和無線電通信。下面，參照附圖將要描述本專利技術的優(yōu)選實施例，其中附圖說明圖1舉例說明了在兩個組件之間的連接器，圖2總體上舉例說明了用于定義組件的可調(diào)度性和執(zhí)行調(diào)度的組本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種用于在硬性實時系統(tǒng)中調(diào)度可調(diào)度的組件的方法，所述硬性實時系統(tǒng)用于處理時間相關的數(shù)據(jù)元流，其中可調(diào)度的組件的數(shù)目大于可用的處理器的數(shù)目，所述處理器用于處理所述組件，其中每個所述組件具有至少一個輸入和一個輸出，其特征在于所述方法包括如下連續(xù)執(zhí)行的步驟-為每個可調(diào)度的組件確定所述組件能夠有助于所述硬性實時系統(tǒng)的輸出的最早時間，-調(diào)度能夠在總的最早時間有助于所述實時系統(tǒng)的輸出的所述可調(diào)度的組件。2.如權利要求1所述的方法，其中如果一定數(shù)目的可調(diào)度的組件在相同的總最早時間有助于所述實時系統(tǒng)的輸出，那么使用壓棧調(diào)度來執(zhí)行所述數(shù)目的組件的調(diào)度。3.如權利要求1或2所述的方法，其中為每個組件指定一個預定義的時間間隔的長度，并且當來自所述時間相關的、加時間戳的數(shù)據(jù)元流的所述預定義的時間間隔的加時間戳的數(shù)據(jù)元在一個組件的所有輸入端都可用之時，所述組件就是可調(diào)度的。4.如權利要求3所述的方法，其中通過定義所述預定義的時間間隔的開始時間和結束時間，并且檢查數(shù)據(jù)已經(jīng)被前一組件處理之前的時間在何時比所述預定義的時間間隔的結束時間要新，來確定所述加時間戳的數(shù)據(jù)元的所述預定義時間間隔的可用性。5.如權利要求3或4所述的方法，其中通過下列步驟來執(zhí)行確定所述組件能夠有助于所述輸出的最早時間的步驟...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：A·德邦杰，S·T·德克，
申請(專利權)人：皇家飛利浦電子股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：