面向多核处理器的实时锁协议与实时调度算法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61802052
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0202.系统软件、数据库与工业软件
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Real-time systems are commenly used in time-critical systems, and the primary principle of a real-time system is to ensure that the worst-case response time of a task is always less than its deadline. With the development of Cyber-Physical Systems (CPS), Internet of Things (IoT) and the related emerging techniques, an increasing number of application systems are going to interact with physical environment in real-time. Ensuring the timeliness of systems is becoming a general application requirement. However, there are some fundamental challenges on shared resource management and real-time scheduling when building reliable and efficient real-time systems on current multi-core platforms. Motivated by the actual requirement of tasks that mutually exclusive access shared resources, the problems of resource sharing and task scheduling in multi-core real-time systems are to be studied. The goal of this project is to establish a unified and optimized schedulability analysis with shared resources, propose real-time locking protocols for parallel tasks, and explore new solutions for coordinated optimization of real-time locking protocols and real-time scheduling algorithms. These research topics are of great academic importance and are valuable for the development of real-time and embedded systems.
实时系统以确保任务最坏响应时间不超过其截止时限为首要设计准则,常应用于对时间要求苛刻的安全关键领域。随着信息物理系统、物联网等新兴技术的发展,越来越多的应用系统将与复杂的物理环境进行实时交互,确保系统实时性正逐渐成为普适的应用需求。然而,在现有的多核处理器平台上构建高效可靠的实时系统需要解决共享资源管理、实时任务调度等基础理论难题。本项目拟从多核处理器系统中任务互斥访问共享资源的实际需求出发,围绕资源共享与任务调度问题研究面向多核处理器的实时锁协议(Real-Time Locking Protocol)与实时调度算法;建立统一、优化的多核实时锁协议可调度性分析方法;提出面向并行任务的多核实时锁协议与分析方法;探索多核实时系统中实时锁协议与实时调度算法协同优化的新方法。相关研究对推动实时与嵌入式系统技术发展具有重要的学术意义和应用价值。

结项摘要

在多核实时系统中,任务调度与同步是保障系统实时性的关键。其中,实时调度算法,实时锁协议以及可调度性分析是确保系统实时性的基础与核心技术。为了在满足实时性约束的前提下充分发挥多核平台的计算能力,需要采用准确而高效的可调度性分析方法,同时需要对任务调度与资源共享进行协同优化。本项目围绕资源共享与任务调度问题,研究多处理器实时锁协议与实时调度算法,建立了统一、优化的多核实时锁协议可调度性分析方法,提出了面向并行任务的多核实时锁协议与分析方法,突破了多核实时系统中实时锁协议与实时调度算法协同优化的新方法。相关研究对推动实时与嵌入式系统技术发展具有重要的学术意义和应用价值。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(0)
Improved Task and Resource Partitioning Under the Resource-Oriented Partitioned Scheduling
面向资源分区调度下改进的任务和资源分区
  • DOI:
    10.1007/s11390-019-1945-5
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Computer Science and Technology
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Chen Ze-Wei;Lei Hang;Yang Mao-Lin;Liao Yong;Yu Jia-Li
  • 通讯作者:
    Yu Jia-Li
Resource-Oriented Partitioning for Multiprocessor Systems with Shared Resources
具有共享资源的多处理器系统的面向资源的分区
  • DOI:
    10.1109/tc.2018.2889985
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Computers (CCF A类)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yang Maolin;Huang Wen-Hung;Chen Jian-Jia
  • 通讯作者:
    Chen Jian-Jia
A Hierarchical Hybrid Locking Protocol for Parallel Real-Time Tasks
并行实时任务的分层混合锁定协议
  • DOI:
    10.1186/s12862-018-1227-9
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    ACM Transactions on Embedded Computing Systems
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Chen Zewei;Lei Hang;Yang Maolin;Liao Yong;Qiao Lei
  • 通讯作者:
    Qiao Lei
Many suspensions, many problems: a review of self-suspending tasks in real-time systems
许多暂停,许多问题:实时系统中自暂停任务的回顾
  • DOI:
    10.1007/s11241-018-9316-9
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Real-Time Systems
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    Chen Jian Jia;Nelissen Geoffrey;Huang Wen Hung;Yang Maolin;Br;enburg Bjoern;Bletsas Konstantinos;Liu Cong;Richard Pascal;Ridouard Frederic;Audsley Neil;Rajkumar Raj;de Niz Dionisio;von der Brueggen Georg
  • 通讯作者:
    von der Brueggen Georg
Blocking analysis of suspension-based protocols for parallel real-time tasks under global fixed-priority scheduling
全局固定优先级调度下基于悬挂的并行实时任务协议的阻塞分析
  • DOI:
    10.1016/j.sysarc.2021.102107
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Systems Architecture
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Chen Zewei;Lei Hang;Yang Maolin;Liao Yong;Qiao Lei
  • 通讯作者:
    Qiao Lei

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其他文献

液相放电等离子体破岩室内实验与破岩机理
  • DOI:
    10.7623/syxb202005010
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    石油学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张辉;蔡志翔;陈安明;刘科柔;杨茂林;余庆;王昊;谭天一;陈雨飞
  • 通讯作者:
    陈雨飞
面向电信行业网络告警系统的告警过滤算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    计算机应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐冰珂;周宇喆;杨茂林;谢远航;李晓瑜
  • 通讯作者:
    李晓瑜
不同树龄刺槐树枝、树干和树根力学特性对比研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    林业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨茂林;冀晓东;孙恒;丛旭;杨光;侯凯;任一凡
  • 通讯作者:
    任一凡
人工林刺槐木材物理力学性质研究
  • DOI:
    10.13332/j.1000-1522.20180030
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    北京林业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙恒;冀晓东;赵红华;杨茂林;丛旭
  • 通讯作者:
    丛旭
PSCA rs2294008基因变异对膀胱癌分级、分期的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    现代泌尿生殖肿瘤杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    余闫宏;肖民辉;章卓睿;杨茂林
  • 通讯作者:
    杨茂林

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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