Question

我正在为嵌入式系统开发调度程序。该调度程序将每隔X毫秒调用每个进程;当然，这个时间可以为每个过程单独配置。

所有内容都经过编码，并按照应有的方式调用每个进程;我面临的问题是：想象一下，我分别每10,15,5和30毫秒设置4个进程：

A: 10ms
B: 15ms  
C: 5ms 
D: 30ms

随着时间推移产生的呼叫将是：

                       A          |
       A   B   A       B          |
    C  C   C   C   C   C   C      | processes being called
                       D          |
----------------------------------
0   5  10  15  20  25  30  35...    ms

问题在于，当达到30ms时，所有进程都会在同一时刻（一个接一个）被调用，这可能会延迟从此处正确执行。

这可以通过为每个进程添加延迟（但保留其调用频率）来解决，因此频率停止是彼此的倍数。我的问题是我不知道如何计算应用于每个过程的延迟，以便最大限度地减少碰撞次数。

是否有任何已知的算法或某些数学指导？

谢谢。

Answer 1

给定一组间隔，您可以通过在评论中找到Jason所提到的least common multiple来找到开始时间重合的时间（假设没有偏移）。您可以通过对一组任务执行区间的素数因子分解来找到LCM。

但似乎greatest common divisor（或最大公因子GCF）可能是最有用的数字。该数字将为您提供重复将发生的间隔。在您的示例中，GCF为5. GCF为5时，可以为每个任务添加1,2,3等的初始偏移，以避免重叠开始时间。因此，如果GCF为5，则最多可以有5个任务，其启动时间永远不会重叠。 GCF为20时，您可以安排最多20个任务，没有重叠的开始时间。如果两个（或更多）任务是相对素数（GCF = 1），那么如果间隔永远不会改变，无论你用于那些任务的偏移量，肯定会发生重叠。

Answer 2

没有完美的解决方案，它们会不时发生碰撞。我建议在循环长度上添加微小的（0.01-0.1ms）随机值，所以从长远来看，它们很少会同时调用。

或者，如果你有5ms的调度程序粒度，第一个线程总是在X + 1ms调用，第二个调用在X + 2，等等，所以总是保证1ms不间断运行（如果你有10个线程，那么它将是X + 0.5，X + 1，X + 1.5）。但实施起来可能会非常棘手。

Answer 3

这种问题直接涉及实时编程和调度算法的领域。我在大学里上过这门课，如果我记得很清楚，Rate-monotonic scheduling就是你要找的算法。

这个想法是您为与其周期成反比的作业分配优先级，即周期越小，优先级越高。但是，如果你可以打断你的工作并在以后恢复它们，那么效果会更好。

还有其他选择，例如EDF (earliest deadline first)，但这些是动态调度算法（即优先级在执行期间分配）。

Answer 4

简单的解决方案是更改调用子例程的计划。即而不是5,10,15和30毫秒，你可以住，例如5,15,15和30？然后你可以使用以下模式：（A = 5 ms proc，B，C = 15 ms proc，D = 30 ms proc）：

 AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA ...
 B  B  B  B  B  B  B  ...
  C  C  C  C  C  C  C ...
   D     D     D      ...

我确信你可以概括这个想法，但只有你能真正改变静态间隔时它才有用。

如果你不能改变间隔，并且你也需要严格遵守它们，那么我有点不幸，因为没有参数可以改变：）

如何在一段时间内传播流程，获得最少数量的“冲突”

4 个答案: