一种可重构任务处理系统、调度器及任务调度方法技术方案

本发明专利技术涉及一种可重构任务处理系统、调度器及方法，所述系统包括：调度器，用于提取接收到的任务的时空属性参数，计算该任务的松弛度，生成任务布局的潜在布局时刻表ＰＰＴＬ，并将ＰＰＴＬ发送给布局器，以及根据接收到的布局器反馈的布局结果对等待调度队列中的任务进行调度，根据调度结果向资源管理器发送资源状态更新信息；布局器，用于在接收到ＰＰＴＬ后，根据ＰＰＴＬ中的各个时刻对资源管理器提供的资源进行布局搜索，得到该任务的启动时间及对应的资源，并向调度器反馈布局结果；资源管理器，用于在接收到调度器发送的资源状态更新信息时，更新任务布局区域内的资源状态，并为布局器提供三维的搜索空间。以提高任务的调度效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机通信
，特别涉及。
技术介绍
在嵌入式技术中，计算任务可以通过硬件来实现，也可以利用微处理器通过软件来实现。硬件实现快速、高效，但是一旦设计完成后，系统将难以更改。软件实现灵活，但是性能却不高。随着硬件技术的不断进步，可重构技术成为当前的研究热点之一，而动态可重构技术由于其具有可编程性，即提供了大量的可编程逻辑单元，并同时具备部分可重构功能，因此填补了传统软件设计和硬件设计之间的鸿沟，兼顾了软件的灵活和硬件的性能优势，并成功应用到了神经网络、图像信息处理、路由交换等多个领域。 现有典型的可重构任务处理系统，如图1所示，包括调度器11、布局器12和资源管理器13和可重构器件14，所述调度器11、布局器12和资源管理器13集成在CPU15中，其中，调度器11只负责任务的接收和维护已调度成功的任务；布局器12是系统的核心，负责对所述调度器11接收到的任务进行布局处理，并更新资源管理器13的状态。在上述调度处理过程中，所述调度器11的功能十分简单，而布局器12本身功能相对复杂。在以布局器12为核心的调度处理过程中，调度器11对任务的调度过程只能支持简单的先到先服务(FirstCome First Serviced，FCFS)调度模式，即根据任务的到达先后顺序，依次对任务进行资源预约调度过程。对于正在运行的任务和预约的任务，由于该系统不支持对任务的抢占调度过程，其调度结果不可被后续任务抢占，因而任务的调度顺序与任务的到达顺序相一致。 在对任务的实时调度过程中，由于事先无法确知前后任务之间的相关性，对于后到达但时间紧迫的任务，该FCFS调度处理模式无法使得该类任务优先处理，因而现有任务调度系统无法提供区分服务的调度模式；对于后到达但优先级较高的任务，现有的调度系统同样不能提供高优先级任务优先调度。 从上述实现过程可以看出，现有调度系统存在的问题是，系统模块功能划分不合理，所支持的FCFS调度服务模式合理性较差，由于前后任务的调度过程相互独立，不利于任务之间通过协作进行资源利用优化。由于任务的调度顺序取决于该任务的到达次序，先到达任务将优先占用资源，不利于反映任务自身的服务属性，无法满足支持不同任务调度需求的多样性，无法根据任务的不同需求提供差异化服务，降低了任务调度效率。
技术实现思路
本专利技术实施例提供，为不同需求的任务提供差异化服务，提高预约任务的调度效率。 为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种可重构任务处理系统，包括调度器、布局器和资源管理器，其中， 所述调度器，用于提取接收到的任务的时空属性参数，计算该任务的松弛度，生成该任务布局的潜在布局时刻表PPTL，并将所述PPTL发送给所述布局器，以及，根据接收到的所述布局器反馈的布局结果对等待调度队列中的任务进行调度，根据调度结果向所述资源管理器发送资源状态更新信息； 所述布局器，用于在接收到所述PPTL后，根据所述PPTL中的各个时刻对所述资源管理器提供的资源进行布局搜索，得到该任务的启动时间及对应的资源，并向所述调度器反馈布局结果； 所述资源管理器，用于在接收到所述调度器发送的资源状态更新信息时，更新任务布局区域内的资源状态，并为所述布局器提供三维的搜索空间。 相应的，本专利技术还提供一种调度器，包括 计算单元，用于提取出接收到的任务的宽度、高度，计算所述任务的松弛度； 生成单元，用于利用活动事件队列AEQ提取出在所述任务松弛度内的活动时刻，生成PPTL，并将所述任务的宽度、高度及PPTL发送给所述布局器； 调度单元，用于接收所述布局器反馈的布局结果，并根据所述布局结果对等待调度队列中的任务进行调度，如果调度失败，则删除对应的业务，如过调度成功，则存储该任务； 调度结果维护单元，用于对所述调度单元调度成功的任务，在运行任务ETQ队列和预约任务PTQ队列中建立对应的控制块，维护该任务的启动时刻和布局区域；根据该任务的启动时刻和运行结束时刻对AEQ队列进行更新；并根据调度结果向所述资源管理器发送资源状态更新信息。 相应的，本专利技术孩提一种可重构任务调度方法，包括 调度器提取接收到的任务的时空属性参数，计算该任务的松弛度，生成该任务布局的潜在布局时刻表PPTL，并向布局器发送所述PPTL； 调度器接收布局器发送的根据所述PPTL得到的所述任务的启动时间及对应的资源； 调度器根据所述任务的启动时间及对应的资源对等待调度队列中的任务进行调度，并维护调度成功的任务的启动时刻和布局区域，控制资源管理器中资源状态的更新。 由上述技术可知，本专利技术在可重构系统结构上，以调度器作为系统核心，在调度任务时，能够以紧迫度区分服务，维护任务队列。调度器负责更新资源管理器状态，直接删除以前的调度结果，将先到先服务模式，修改为抢占调度。布局器在资源器控制下进行布局，降低了布局器的设计复杂度，使布局器能够专门负责空闲区域搜索过程。在资源管理方式上采用资源切片链表的资源管理方法，用离散的切片表示资源的状态，避免在不同时刻维护相同的资源分布矩阵，从而有效降低了系统的存储空间。由于PPTL表中的活动时刻对应于资源切片的起始时刻，使得布局过程只在该数据结构的存活时间的起始时刻进行布局，从而实现离散预约调度过程，避免了重复预约操作，提高了预约调度效率。 附图说明 图1为现有技术中可重构任务处理系统的结构示意图； 图2为本专利技术提供的一种可重构任务处理系统的结构示意图； 图3为本专利技术提供的在ETQ中的控制块内容及其排序的示意图； 图4为本专利技术提供的在PTQ中的控制块内容及其排序的示意图； 图5为本专利技术提供的控制块在ETQ和PTQ中的状态转换的示意图； 图6为本专利技术提供的控制块按发生时刻先后排序的AEQ的示意图 图7为本专利技术提供的资源切片中的CLB资源状态示意图 图8为本专利技术提供的在不同时刻但资源分布相同的两个资源切片的示意图； 图9为本专利技术提供的资源切片链表形成的三维资源空间的示意图； 图10为本专利技术提供的一种可重构任务调度方法的流程图； 图11为本专利技术中提供的PPTL表的生成过程的示意图； 图12为本专利技术提供的ETQ、PTQ、AEQ和PPTL状态转换的示意图； 图13为本专利技术提供的一种支持紧迫度区分的抢占调度的流程图； 图14为本专利技术提供的一种基于时域资源切片的布局过程的示意图； 图15为本专利技术提供的一种基于PPTL表的预约调度实现过程的流程图。 具体实施例方式 下面我们将结合附图，对本专利技术的实施方案进行详细描述。 请参阅图2，为本专利技术提供的一种可重构任务处理系统的结构示意图，所述系统包括调度器21、布局器22和资源管理器23和可重构器件24，所述调度器21、布局器22和资源管理器23集成在CPU25中，其中，所述调度器21，用于提取接收到的任务的时空属性参数，计算该任务的松弛度，生成该任务布局的潜在布局时刻表(PPTL，Potential Placing Time List)，并将所述PPTL发送给所述布局器22，以及，根据接收到的所述布局器反馈的布局结果对等待调度队列中的任务进行调度，根据调度结果向所述资源管理器23发送资源状态更新信息；所述布局器22，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可重构任务处理系统，其特征在于，包括：调度器、布局器和资源管理器，其中，所述调度器，用于提取接收到的任务的时空属性参数，计算该任务的松弛度，生成该任务布局的潜在布局时刻表ＰＰＴＬ，并将所述ＰＰＴＬ发送给所述布局器，以及，根据接收到的所述布局器反馈的布局结果对等待调度队列中的任务进行调度，根据调度结果向所述资源管理器发送资源状态更新信息；所述布局器，用于在接收到所述ＰＰＴＬ后，根据所述ＰＰＴＬ中的各个时刻对所述资源管理器提供的资源进行布局搜索，得到该任务的启动时间及对应的资源，并向所述调度器反馈布局结果；所述资源管理器，用于在接收到所述调度器发送的资源状态更新信息时，更新任务布局区域内的资源状态，并为所述布局器提供三维的搜索空间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪斌强，黄万伟，兰巨龙，曹晓磊，李德华，李鹏，王保进，于婧，
申请(专利权)人：中国人民解放军信息工程大学，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]