基于時間觸發的車載網絡實時應用整體調度

基于時間觸發的車載網絡實時應用整體調度

隨著以時間觸發為基礎的通信協議,如時間觸發控制器區域網絡（TTCAN）、時間觸發協議（TTP）、FlexRay總線在車輛上的廣泛應用，應用車載網絡中的任務調度和報文傳輸已經成為一個關鍵問題。研究了基于時間觸發的車載網絡用于處理實時應用的一個整體調度的問題，這些問題是在系統設計和集成中所面臨的實際問題。設計了一種新的任務調度算法，稱為非固定開始時間（UST）算法。該算法可以提高任務調度和報文傳輸的靈活性。為了允許任務分配沖突和進一步的完善調度，提出了兩種重新分配和反推的方法，即偏移修正后的重新分配（ROM）、反推和優先級提升（BPP）兩個過程。通過進行多方面的評估，用以保證所提出的算法在各種情況下的性能。

該算法通過迭代的方式選擇程序，通過UST對所選擇程序進行單個節點的調度，而ROM、BPP作為補充，以增強應用的可調度性。主要的組件和算法特征包括：①引入兩個概念，最早開始時間（EST）和最晚開始時間（LST），它被分配給每個節點，也將用于UST中；②對需要的應用進行選擇調度；③以UST的調度方式，對所選擇的每一個應用靈活地分配節點。當節點被調度時（發出調度命令），則調度的開始時間不是固定的。這種非固定的調度策略提供了更多的機會，使節點插入到更合適的位置上；④當時間分配存在沖突時，ROM會重新安排有沖突的應用，通過適當的偏移，使得所調度的不同應用可以錯開，避免沖突；⑤一旦ROM無法幫助消除沖突，BPP會通過提升沖突應用的優先級，并且撤回先前被調度的應用，從而為發生沖突的應用創建空間；⑥提供了一個網絡帶寬優化過程，一旦所有的節點都已經被成功地進行了調度，則調度器會確定一個最終的調度安排，優化總線的帶寬利用率，同時還滿足所有節點的時間要求。

刊名：Industrial Informatics（英）

刊期：2014年第8期

作者：Menglan Hu et al

編譯：陳鵬飛