CN102799488B - 一种应用于数字电视的应用资源管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种应用于数字电视的应用资源管理系统，所述系统包括：资源分配模块、资源监控模块、资源规划模块、应用调度器；其中，资源分配模块用于接收应用程序的请求，向系统资源发送资源分配请求；资源监控模块用于对数字电视系统的资源状态进行监控，并将资源状态信息发送给资源规划模块；资源规划模块用于接收资源监控模块所发送的资源状态信息，并根据资源状态信息制定资源调度规划，并将资源调度规划发送给所述应用调度器；应用调度器用于接收资源规划模块所发送的资源调度规划，并根据资源调度规划对数字电视系统中的应用程序进行调度。能够对数字电视平台上的应用程序进行调度、监控，以达到系统的整体最优化。

Description

一种应用于数字电视的应用资源管理系统

技术领域

本发明涉及数字电视技术领域，尤其涉及一种应用于数字电视的应用资源管理系统。

背景技术

随着广播电视网络的普及和数字电视技术的发展，越来越多的家庭用户已经通过数字电视技术观看电视节目。

然而，在数字电视平台上，随着应用程序的增多，资源的管理也就显得越来越重要了。每个应用程序都希望得到最好的资源配置，占用CPU、内存和文件操作等，这种策略使得操作系统本身带有的资源管理难以完成任务，因此需要借助更为高级的应用资源管理系统来实现。

目前在数字电视的应用资源管理方面的技术比较欠缺，国内尚未出现该方面的技术方案和标准。现行的资源管理都是面向操作系统的，对于应用程序整体的进行调度的系统还比较少见，一般都是基于局部最优化，或者是贪婪策略的。现有的技术一般还是依托操作系统的资源管理，不能够满足现在的应用程序情况。随着应用程序的增多，资源的调度和分配变得越来越复杂，很难维持一个总体最优，只是做到局部最优，不利于整个平台的性能提升。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种应用于数字电视的应用资源管理系统，能够对数字电视平台上的应用程序进行调度、监控，以达到系统的整体最优化。

为了解决上述问题，本发明提出了一种应用于数字电视的应用资源管理系统，所述系统包括：资源分配模块、资源监控模块、资源规划模块、应用调度器；其中，所述资源分配模块用于接收应用程序的请求，向系统资源发送资源分配请求；所述资源监控模块用于对数字电视系统的资源状态进行监控，并将资源状态信息发送给所述资源规划模块；所述资源规划模块用于接收所述资源监控模块所发送的资源状态信息，并根据所述资源状态信息制定资源调度规划，并将所述资源调度规划发送给所述应用调度器；所述应用调度器用于接收所述资源规划模块所发送的资源调度规划，并根据所述资源调度规划对数字电视系统中的应用程序进行调度。

优选地，所述资源分配模块对应用程序的请求进行鉴权，并对通过鉴权确认的请求进行可用性检查，将通过可用性检查的请求发送给所述资源规划模块，由所述资源规划模块根据系统状态制定资源调度规划，所述资源分配模块根据所述资源调度规划向系统资源发送资源分配请求。

优选地，所述资源监控模块对系统的资源状态进行监控，当发现系统资源异常时，将携带异常信息的资源状态信息发送给所述资源规划模块。

优选地，所述资源规划模块根据资源状态信息制定资源调度规划包括决策的制定、服务质量QoS的管理、调度算法的选取及加载。

优选地，所述调度算法采用动态加载的方式。

优选地，所述资源规划模块的触发条件包括：新应用程序启动时的准入控制、系统应用进程发生状态切换、应用程序资源申请、资源过载中的任意一种或者多种。

优选地，当接收到的应用程序的请求为图形资源请求时，确定图形绘制区域，并更新该图形绘制区域对应的图形。

优选地，所述确定图形绘制区域的步骤包括：判断该应用程序对应的应用进程的优先级，若该应用进程不具有最高优先级，则取该应用进程在优先级列表中的屏幕位置与本次请求图形操作的位置的交集作为图形绘制区域；若该应用进程具有最高优先级，则将本次请求图形操作的位置作为图形绘制区域。

优选地，当接收到的应用程序的请求为非图形资源请求时，进行分层调度，先进行独享资源调度，再进行共享资源调度。

优选地，在进行分层调度前，还包括：为前台应用进行资源分配，并将后台应用按优先级降序排列。

在本发明实施例的应用于数字电视的应用资源管理系统中，通过在数字电视平台上开发资源管理系统，能够解决越来越多应用程序对资源的需求，本发明实施例的应用资源管理系统属于系统之上的高级资源管理系统，能够满足用户策略定制；应用资源管理系统的资源规划模块由QoS管理和算法加载两部分组成，QoS管理能够保证系统和应用对QoS服务质量的需求，而算法加载采用动态加载，保证了模块间的独立设计，使得该部分的算法能够灵活替换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例的应用于数字电视的应用资源管理系统的结构组成示意图；

图2是本发明实施例的应用于数字电视的应用资源管理系统的工作原理示意图；

图3是本发明实施例的资源分配模块所涉及的资源分配流程以及与其它模块之间的交互过程的示意图；

图4是本发明实施例的图形资源的调度流程的示意图；

图5是本发明实施例的非图形资源的调度流程的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例的应用于数字电视的应用资源管理系统的结构组成示意图，如图1所示，该系统包括：资源分配模块10、资源监控模块11、资源规划模块12、应用调度器13；其中，资源分配模块10用于接收应用程序的请求，向系统资源发送资源分配请求；资源监控模块11用于对数字电视系统的资源状态进行监控，并将资源状态信息发送给资源规划模块12；资源规划模块12用于接收资源监控模块11所发送的资源状态信息，并根据资源状态信息制定资源调度规划，并将资源调度规划发送给应用调度器13；应用调度器13用于接收资源规划模块12所发送的资源调度规划，并根据资源调度规划对数字电视系统中的应用程序进行调度。

图2示出了本发明实施例的应用于数字电视的应用资源管理系统的工作原理示意图，如图2所示，本发明的应用资源管理系统的功能模块主要包括：应用调度器、决策模块、资源规划模块、资源分配模块、资源监控模块和系统资源。应用调度器对数字电视系统上的应用程序进行调度，将应用程序从磁盘的挂起状态调度到内存中进行准备或者执行，应用调度器从调度队列中提取任务(Task)，查询准入控制，如果确认该应用程序被允许进入，则将该任务放入资源规划模块中，并且改变应用程序的状态，即应用状态切换；其中，调度队列是一个存放任务的队列，它采用先进先出，或者采用多级队列结构，以便更高优先级别的任务能够得到及时的响应；调度哪个任务主要取决于决策模块，决策模块可以根据用户的需求制定规则，例如先进先出、最短任务最先、优先级、响应比等策略；资源规划模块包含服务质量(Quality of Service，QoS)管理和算法加载，QoS管理主要是为了满足不同的应用程序对服务质量的不同要求，需要进行不同的资源分配方法，而算法加载是将调度加载算法进行加载；资源分配模块用于进行资源的分配，根据任务提出的要求进行分配，当收到应用程序请求以及系统资源规划的制约时，向系统资源提出要求。当系统的资源过载时，资源监控模块能够及时的发现，以改变现行的资源规划。

具体实施中，资源分配模块对应用程序的请求进行鉴权，并对通过鉴权确认的请求进行可用性检查，将通过可用性检查的请求发送给资源规划模块，由资源规划模块根据系统状态制定资源调度规划，资源分配模块根据资源调度规划向系统资源发送资源分配请求。

在本发明实施例中，资源分配模块由一系列应用程序编程接口(ApplicationProgramming Interface，API)(简称API接口)组成，包括图形、内存、解码器等各种资源的申请、操作和释放。应用程序和功能组件必须通过调用资源分配模块提供的API接口进行访问和使用资源。资源分配模块所涉及的资源分配流程以及与其它模块之间的交互过程如图3所示，资源分配的具体过程如下：

1、应用程序向资源分配模块提出分配请求，其中包含请求资源的种类、数量以及其它信息；

2、资源分配模块对应用程序提出的请求进行鉴权，即安全性检查，资源分配模块收到应用程序的资源请求后，检查应用程序的权限，不具备访问权限的请求将被拒绝，从而提升了系统的安全性保障，防止恶意程序对资源的蓄意破坏；

3、在完成安全性检查后，资源分配模块需要对该次资源分配请求进行可用性检查。资源分配模块检查应用程序的资源请求是否会导致系统资源的使用率超过上限阈值，如果没有超过，为应用程序分配资源；否则，说明满足应用程序的资源请求将引起资源过载，此时，资源分配模块将应用程序的资源请求提交给资源规划模块，由资源规划模块根据系统状态和应用的QoS需求，做出仲裁，决定是否为应用分配资源；

4、资源规划模块根据系统具体状态制定一个分配策略(资源调度规划)；

5、资源分配模块根据这个策略向系统资源提出分配，这样应用程序就可以得到它所要申请的资源。

在具体实施中，本发明实施例的资源监控的工作过程如图3所示，资源监控模块主要进行资源状态信息收集、监控资源过载、资源状态异常等，负责监控和维护系统中各种资源的状态信息，以便及时发现系统资源的异常；当发现某种资源过载时，资源监控模块通知资源规划模块进行资源调度，以保障系统的QoS；当监测到某种资源状态出现异常(如占用解码器的应用进行异常退出，导致解码器无法再被其它应用进程使用)，资源监控模块还负责回收出现异常的资源。

资源规划模块是整个资源管理系统的核心模块，由它来制定资源管理的规则。包括决策的制定、服务质量QoS的管理、调度算法的选取及加载。该调度算法采用动态加载的方式，有利于系统模块之间的解耦，调度算法可以持续升级或者替换。资源规划模块根据系统反馈的信息制定规则，并将规则作为决策来提交给应用调度器，从而决定哪个应用是可以执行的或者资源分配是允许的。

具体实施中，资源规划模块的触发条件包括：新应用程序启动时的准入控制、系统应用进程发生状态切换、应用程序资源申请、资源过载中的任意一种或者多种。新应用程序启动时需要提出准入申请，通过鉴权之后，根据系统的QoS要求决定该应用程序能否执行；应用程序主要有就绪、活动、暂停、销毁四个状态，当发生状态切换时会触发资源规划；应用程序资源申请，当应用程序向资源分配模块申请的资源量导致系统资源负载超过上限阈值时，资源分配模块请求资源规划模块做出规划和仲裁；当资源监控模块发现系统中某种资源负载超过上限阈值，出现资源过载时，也会触发资源规划，以保障系统QoS，为目标进行任务的资源调度。

下面将对本发明实施例的应用于数字电视的应用资源管理系统所采用的调度策略进行详细说明，它属于资源规划中的算法加载部分。在本发明实施例中，采用基于应用优先级的调度策略，优先级高的程序得到的机会比较大，同时分配的资源也多。本系统的调度策略分为图形资源调度策略和非图形资源调度策略。当接收到的应用程序的请求为图形资源请求时，确定图形绘制区域，并更新该图形绘制区域对应的图形；当接收到的应用程序的请求为非图形资源请求时，进行分层调度，先进行独享资源调度，再进行共享资源调度。

下面结合图4、图5对调度过程进行详细说明。

图形资源的调度流程如图4所示，具体如下：

步骤1：接收到应用程序对应的应用进程S的图形请求，判断应用进程的优先级，如果应用进程不具有最高优先级，转步骤2，如果应用进程具有最高优先级，转步骤3；

步骤2：取应用进程S在优先级列表中的屏幕位置与本次请求图形操作的位置的交集作为图形绘制区域，转步骤4；

步骤3：本次请求图形操作的位置即为图形绘制区域，转步骤4；

步骤4：更新图形绘制区域内对应的图形，完成调度。

系统非图形资源既包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络带宽、内存等共享资源，也包括解码器、解复用器等不可重入的独享资源。独享资源不仅数量有限，而且具有排他性，同时只能被一个应用进程占有，不可像CPU一样时分复用。而共享资源则可以在系统中的多个应用进程之间进行动态调整和分配，具有更大的灵活性。因此，在调度非图形资源时，需要考虑不同资源类型的特点，进行分层调度，首先调度独享资源，然后再调度共享资源，以达到更好的调度效果。如图5所示，非图形资源的具体调度流程如下：

步骤1：为前台应用分配资源，将后台应用按优先级降序排列；

步骤2：判断优先级列表扫描是否完毕，如果是，则转步骤6，否则转步骤2；

步骤3：取出优先级最高的应用S，首先检查其独享资源是否能够满足需求，如果能够则转步骤4，否则将系统QoS降级，再次判断其独享资源能否满足需求，如果可以转步骤4，否则认为该任务不适合现在运行，将该任务S移出“运行”列表，转步骤2；

步骤4：判断该应用的共享资源需求是否能够满足，如果是则转步骤5，否则将QoS降级，再判断能否满足，如果是，则转步骤5，否则将S移出“运行”列表，然后转步骤2；

步骤5：更新已处理应用的QoS等级和资源分配规划，转步骤2；

步骤6：生成资源分配规划，调度算法结束。

在本发明实施例的应用于数字电视的应用资源管理系统中，通过在数字电视平台上开发资源管理系统，能够解决越来越多应用程序对资源的需求，本发明实施例的应用资源管理系统属于系统之上的高级资源管理系统，能够满足用户策略定制；应用资源管理系统的资源规划模块由QoS管理和算法加载两部分组成，QoS管理能够保证系统和应用对QoS服务质量的需求，而算法加载采用动态加载，保证了模块间的独立设计，使得该部分的算法能够灵活替换。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。

另外，以上对本发明实施例所提供的基于运动矢量处理的帧率上转换方法及其装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种应用于数字电视的应用资源管理系统，其特征在于，所述系统包括：资源分配模块、资源监控模块、资源规划模块、应用调度器；其中，所述资源分配模块用于接收应用程序的请求，对应用程序的请求进行鉴权，并对通过鉴权确认的请求进行可用性检查，将通过可用性检查的请求发送给资源规划模块，由资源规划模块根据系统状态制定资源调度规划，资源分配模块根据资源调度规划向系统资源发送资源分配请求；所述资源监控模块用于对数字电视系统的资源状态进行监控，并将资源状态信息发送给所述资源规划模块；所述资源规划模块用于接收所述资源监控模块所发送的资源状态信息，并根据所述资源状态信息制定资源调度规划，并将所述资源调度规划发送给所述应用调度器和资源分配模块，所述制定资源调度规划包括决策的制定、服务质量QoS的管理、调度算法的选取及加载；所述应用调度器用于接收所述资源规划模块所发送的资源调度规划，并根据所述资源调度规划对数字电视系统中的应用程序进行调度。

2.如权利要求1所述的应用于数字电视的应用资源管理系统，其特征在于，所述资源监控模块对系统的资源状态进行监控，当发现系统资源异常时，将携带异常信息的资源状态信息发送给所述资源规划模块。

3.如权利要求1所述的应用于数字电视的应用资源管理系统，其特征在于，所述调度算法采用动态加载的方式。

4.如权利要求1所述的应用于数字电视的应用资源管理系统，其特征在于，所述资源规划模块的触发条件包括：新应用程序启动时的准入控制、系统应用进程发生状态切换、应用程序资源申请、资源过载中的任意一种或者多种。

5.如权利要求1所述的应用于数字电视的应用资源管理系统，其特征在于，当接收到的应用程序的请求为图形资源请求时，确定图形绘制区域，并更新该图形绘制区域对应的图形。

6.如权利要求5所述的应用于数字电视的应用资源管理系统，其特征在于，所述确定图形绘制区域的步骤包括：判断应用程序对应的应用进程的优先级，若该应用进程不具有最高优先级，则取该应用进程在优先级列表中的屏幕位置与本次请求图形操作的位置的交集作为图形绘制区域；若该应用进程具有最高优先级，则将本次请求图形操作的位置作为图形绘制区域。

7.如权利要求1所述的应用于数字电视的应用资源管理系统，其特征在于，当接收到应用程序的请求为非图形资源请求时，进行分层调度，先进行独享资源调度，再进行共享资源调度。

8.如权利要求7所述的应用于数字电视的应用资源管理系统，其特征在于，在进行分层调度前，还包括：为前台应用进行资源分配，并将后台应用按优先级降序排列。