基于以太网并行系统实时仿真调度算法研究

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在工业仿真领域,对控制系统的仿真,绝大多数仍采用单处理机仿真,其系统的效率及实时性越来越不满足目前需求,因此将控制系统仿真引入到并行仿真领域是必然的趋势。随着并行仿真技术的不断发展,如何发挥多处理机并行计算的效率成为一个热点研究的问题。如何对多任务调度决定了并行系统的性能,其中并行调度包括两个方面的内容:任务的划分和算法的设计,其中对任务的划分,该项工作的优劣决定调度算法的效率。但对此所提出的调度算法大多都是针对DAG任务图,即有向无环图,在该任务图中任务都是非周期,因此针对此类任务图所提出的调度算法具有一定的局限性。针对控制系统的实时并行仿真,构建了相应的并行系统,对调度算法开展了一些研究。针对有向带环且有复杂的交叉反馈的周期性任务图给出了相应的调度模型,并嵌入实时操作系统,提出了调度算法。该算法是在多任务并行仿真的基础上,依赖任务的关系矩阵对任务自动搜索进行任务的分配,根据任务的通信关系及任务的计算量将任务分配给处理机,达到负载平衡,实现任务的动态调度。本文以一个电动机仿真为例,采用多块ADSP开发板充当控制调度单元及运算单元,通过以太网互联,开发出一套具有高度灵活性、扩展性好的并行计算系统,并使用该系统对本文算法进行测试。首先分析了利用嵌入式并行系统实现复杂系统实时仿真的可行性,根据仿真的瓶颈问题,为实时并行仿真提出一种并行调度算法。通过实验的结果证明,本文算法缩短了调度时间,与传统的调度算法相比,具有明显的独特性及优势。
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