CN109799805A - 一种可靠性感知的高性能汽车电子调度算法 - Google Patents

一种可靠性感知的高性能汽车电子调度算法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可靠性感知的高性能汽车电子调度算法。通过将每个功能的可靠性要求转移到功能的每个任务的可靠性要求来解决满足多个功能的可靠性的问题；通过以最小的最早完成时间策略将每个任务分配给ECU，并判断任务的功能关键级高于系统关键级的任务的处理时间AFT(vi)是否超过被取出的任务的剩余时间RTsd(vi)，来决定是否应用关键级调整策略以满足关键功能的响应时间要求。

Description

一种可靠性感知的高性能汽车电子调度算法
技术领域
本发明涉及汽车电子控制领域，尤其涉及一种基于嵌入式实时操作系统的调度算法。
背景技术
在汽车电子操作系统遵循的行业规范——OSEK(Open Systems and theCorresponding Interfaces For Automotive Electronics，嵌入式实时操作系统)规范中，对任务、事件、资源、计数器、中断等OS对象的管理进行了明确的说明，还制定了标准的API接口和参数类型。嵌入式实时操作系统能够根据用户的实际需求提供丰富的控制策略，嵌入式实时操作系统各个任务之间，既保持了相对的独立性，又保证了系统的可靠性，并且能通过特别的调度策略保证系统具有较高的实时性。通常为了满足汽车电子领域广泛的应用需求，OSEK操作系统内核需要根据需求进行裁剪(如分为不同的符合类)，再确定内核的抢占机制。
但是，现代汽车电子系统通常是异构的分布式架构，由多达数百个分布式的电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)、传感器组成，并通过路由网络进行通信。因此，汽车电子系统已经成为混合关键级系统，汽车电子系统的多个混合关键功能可以分配于多个异构的ECU上。
在基于嵌入式实时操作系统的汽车电子系统中，混合关键性功能的开发和集成最主要的是需要强调开发过程中系统安全的需求，并满足所有有关系统安全目标的指标需求。正如道路车辆功能安全标准ISO 26262所示，汽车功能的实时性和可靠性是两个至关重要的安全特性。在嵌入式实时操作系统下实时性是指功能的响应时间小于给定的截止时间；对于汽车功能安全而言，可靠性是指功能在给定时间段内执行而不发生故障的概率。
然而，为了确保汽车功能的安全性，功能的可靠性需求和实时性需求需要同时满足；但是这两个需求是对立的；也就是说，提高功能的可靠性会对功能的调度长度产生消极影响，从而影响响应时间。
汽车功能的逻辑表达图可以使用有向无环图(Directed acyclic graph，DAG)表示，其中，边表示依赖关系，节点表示任务。将多个用DAG表示的功能任务聚集到一个集合中并使用单功能调度方法来调度是一种有效且复杂度不高的多功能调度方法。通常，这种多功能调度方法具有三个步骤，任务排序，任务集群和任务分配。当任务排序和任务聚集时，任务排序策略用于使各个功能的任务满足依赖关系，同时能优化调度目标的实现。
因此，有必要一种基于嵌入式实时操作系统的调度算法，以确保多个功能的可靠性要求情况下，减少功能的响应时间。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种可靠性感知的高性能汽车电子调度算法，以确保多个功能的可靠性要求的同时，减少功能的响应时间。
为实现上述目的，本发明提供的一种可靠性感知的高性能汽车电子调度算法，包括步骤：
对每个功能中的任务依照公式
计算所述任务的ranku值，对每个所述功能中的所述任务按照所述ranku值降序排列并存入与所述功能一一对应的任务优先队列；其中，p为电子控制单元的个数，vi表示第i个任务，wi,k为第i个任务在第k个电子控制单元pk上的最坏情况执行时间，vj表示第i个任务后继的第j个任务，ci,j为第i个任务和后继第j个任务之间的最坏情况传输时间；
以轮转的方式分别从每个所述功能对应的任务优先队列中依次取出一个任务，对所述任务按照公式rankc(vi)＝RRi*RTRi，计算每个所述任务的rankc值，对每个所述任务按照所述rankc值升序排列建立公共就绪队列；其中，RRi为第i个任务的可靠性比率，RTRi为第i个任务的响应时间比率；
当所述公共就绪队列中存在待调度的任务时，依次从所述公共就绪队列中取出一个任务，获取被取出的所述任务的可靠性要求Relobj(vi)以及被取出的所述任务预分配在电子控制单元pk上的可靠性Rel(vi,pk)；其中，被取出的所述任务的可靠性按照公式计算，pk表示第k个电子控制单元，λk表示第k个电子控制单元的执行失败率；
当被取出的所述任务预分配在电子控制单元pk上的可靠性Rel(vi,pk)大于或等于所述可靠性要求Relobj(vi)时，计算被取出的所述任务vi的最小化最早完成时间EFT(vi,pk)，通过最小化最早完成时间调度策略，分配EFT(vi,pk)最小值对应的电子控制单元为处理被取出的所述任务的电子控制单元；
获取任务的功能关键级高于系统关键级的任务的处理时间AFT(vi)，以及被取出的所述任务的剩余时间RTsd(vi)；其中，RTsd(vi)表示任务vi的执行不会延迟后续任务的最晚完成时间；
当AFT(vi)≤RTsd(vi)时，被取出的所述任务调度完成，调用被分配的所述电子控制单元处理被取出的所述任务。
可选地，所述被取出的所述任务预分配在电子控制单元pk上的可靠性Rel(vi,pk)的计算公式为：
其中，λk表示第k个电子控制单元的执行失败率。
可选地，所述获取任务的功能关键级高于系统关键级的任务的处理时间AFT(vi)，以及被取出的所述任务的剩余时间RTsd(vi)的步骤，包括：
获取执行被取出的所述任务vi之前的任务的功能关键级高于系统关键级的任务的处理时间AFT(vi)；
依照公式计算执行被取出的所述任务的剩余时间RTsd(vi)；其中，RTsd(vi)表示任务vi的执行不会延迟后续任务的最晚完成时间；
所述方法，还包括步骤：
当AFT(vi)>RTsd(vi)，并且被取出的所述任务的功能关键级高于系统关键级时，将本轮已调度和未调度的所述任务回退到各自对应的所述任务优先队列。
可选地，所述计算被取出的所述任务vi的最小化最早完成时间EFT(vi,pk)的计算方式包括：
按照公式
以及
EFT(vi,pk)＝EST(vi,pk)+wi,k，
进行计算被取出的所述任务vi的最小化最早完成时间EFT(vi,pk)，EST表示任务的最早开始时间，AVT(pk)表示pk的最早可用时间。
可选地，所述第i个任务的响应时间比率RTRi的计算公式为：
其中，RTobj(Fm)表示所述第i个任务对应的功能Fm的响应时间要求。
可选地，所述第i个任务的可靠性比率RRi的计算公式为：
其中，Relobj(Fm)为所述第i个任务对应的功能Fm的可靠性要求，Relpa(Fm)为所述第i个任务对应的功能Fm预分配可靠性。
可选地，所述第i个任务对应的功能Fm预分配可靠性Relpa(Fm)的计算公式为：
其中，第i个任务对应的功能Fm中有N个任务，任务{v1,v2,…vn}的集合为已分配任务集合，任务{vn+1,vn+2,…vN}的集合为未分配任务集合，Relmin(vi)为未分配任务的最小可靠性。
可选地，还包括步骤：
当被取出的所述任务预分配到电子控制单元pk上的可靠性Rel(vi,pk)小于所述可靠性要求Relobj(vi)时，回退被取出的所述任务在电子控制单元pk上的预分配，执行对被取出的所述任务在下一个电子控制单元pk上的预分配；
进入所述当所述公共就绪队列中存在待调度的任务时，依次从所述公共就绪队列中取出一个任务，获取被取出的所述任务的可靠性要求Relobj(vi)以及被取出的所述任务的可靠性Rel(vi,pk)的步骤。
本发明还提供一种汽车，包括汽车本体以及汽车电子控制系统，所述汽车电子控制系统包括存储器、处理器、基于异构式分布的多个电子控制单元、存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的嵌入式操作系统、以及包含可靠性感知的高性能汽车电子调度算法的计算机程序；所述计算机程序被所述电子控制单元执行时实现如上任一项所述的可靠性感知的高性能汽车电子调度算法的步骤。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有包含可靠性感知的高性能汽车电子调度算法的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的可靠性感知的高性能汽车电子调度算法的步骤。
在本发明的技术方案中，所述可靠性感知的高性能汽车电子调度算法通过步骤：对每个所述功能中的所述任务按照ranku值降序排列并存入与所述功能一一对应的任务优先队列；以轮转的方式分别从每个所述功能对应的任务优先队列中依次取出一个任务，对每个所述任务按照所述rankc值升序排列建立公共就绪队列；当所述公共就绪队列中存在待调度的任务时，依次从所述公共就绪队列中取出一个任务，获取被取出的所述任务的可靠性要求Relobj(vi)以及被取出的所述任务的可靠性Rel(vi,pk)，以判断当被取出的所述任务预分配在电子控制单元pk上的可靠性Rel(vi,pk)是否符合所述可靠性要求Relobj(vi)；从而将每个功能的可靠性要求转移到功能的每个任务的可靠性要求来解决多个功能的可靠性要求的问题。另外，所述可靠性感知的高性能汽车电子调度算法通过最小化最早完成时间调度策略，分配EFT(vi,pk)最小值对应的电子控制单元为处理被取出的所述任务的电子控制单元，并判断任务的功能关键级高于系统关键级的任务的处理时间AFT(vi)是否超过被取出的任务的剩余时间RTsd(vi)，来决定是否应用关键级调整策略以满足关键功能的响应时间的要求。
附图说明
图1为本发明一实施例中的可靠性感知的高性能汽车电子调度算法的流程示意图；
图2为本发明一实施例中的汽车电子系统的功能调度框架图；
图3为本发明一实施例中的汽车的模块示意图。
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
请参阅图1，为实现上述目的，本发明的第一实施例中提供一种可靠性感知的高性能汽车电子调度算法100。
步骤S10，对每个功能中的任务依照公式 计算所述任务的ranku值，对每个所述功能中的所述任务按照所述ranku值降序排列并存入与所述功能一一对应的任务优先队列。
其中，p为汽车上的电子控制单元的个数，wi,k为第i个任务在第k个电子控制单元上的最坏情况执行时间(Worst Case Execution Time,WCET)，vi表示第i个任务，vj表示第i个任务后继的第j个任务，ci,j为第i个任务和后继第j个任务之间的最坏情况传输时间(Worst Case Communication Time,WCET)。
具体的，第i个任务vi的ranku值由两部分之和组成：
(1)第i个任务vi在每个ECU上的WCET(wi,k)的均值；
(2)第i个任务vi与后继第j个任务之间的WCCT(ci,j)，以及后继任务的ranku值的和值的最大值。
其中，每个功能建立了一个一一对应的任务优先队列，每个功能对应的任务优先队列的通常包括多个任务；其中，功能可以使用有向无环图DAG表示，其中边表示依赖关系，节点表示任务；将多个用DAG表示的功能的任务聚集到一个集合并存储在所述功能池模块中。
可以理解的是，按照ranku值排序的方式，是的每个功能的任务调度满足任务之间的依赖关系。
步骤S20，以轮转的方式分别从每个所述功能对应的任务优先队列中依次取出一个任务，对所述任务按照公式rankc(vi)＝RRi*RTRi，计算每个所述任务的rankc值，对每个所述任务按照所述rankc值升序排列建立公共就绪队列。
其中，RRi为第i个任务的可靠性比率，RTRi为第i个任务的响应时间比率。
可以理解的是，rankc值由两部分之乘组成：可靠性比率RR和响应时间比率RTR。其中，可靠性比率表示功能满足可靠性要求的程度，响应时间比率表示功能满足响应时间要求的程度。
具体的，在一可选地的实施例中，第i个任务vi预分配在电子控制单元pk上的可靠性Rel(vi,pk)满足泊松分布，可以由公式表示，其中，pk表示第k个电子控制单元，λk表示第k个电子控制单元的执行失败率；
第i个任务对应的功能Fm的可靠性Rel(Fm)等于该功能Fm的所有任务的可靠性的乘积，可以由公式表示，其中，us(vi)表示任务vi负载的ECU。
可选地，第i个任务的响应时间比率RTRi的计算公式为：
其中，RTobj(Fm)表示所述第i个任务对应的功能Fm的响应时间要求。
具体的，第i个任务的剩余时间RTsd(vi)，可以依照公式：
计算；
其中，RTsd(vi)表示任务vi的执行不会延迟后续任务的最晚完成时间；
在本实施例中，剩余时间RTsd(vi)的计算使用了图的回溯的方式，即通过将DAG从结束出口节点向上遍历到表示改任务的节点来递归地计算RTsd(vi)，，考虑到汽车电子系统结构的异构性，公式中使用了任务的平均WCET。
可选地，所述第i个任务的可靠性比率RRi的计算公式为：
其中，Relobj(Fm)为所述第i个任务对应的功能Fm的可靠性要求，Relpa(Fm)为所述第i个任务对应的功能Fm预分配可靠性。
进一步地，所述第i个任务对应的功能Fm预分配可靠性Relpa(Fm)的计算公式为：
其中，第i个任务对应的功能Fm中有N个任务，任务{v1,v2,…vn}的集合为已分配任务集合，任务{vn+1,vn+2,…vN}的集合为未分配任务集合，Relmin(vi)为未分配任务的最小可靠性。
步骤S30，当所述公共就绪队列中存在待调度的任务时，依次从所述公共就绪队列中取出一个任务，获取被取出的所述任务的可靠性要求Relobj(vi)以及被取出的所述任务预分配在电子控制单元pk上的可靠性Rel(vi,pk)；其中，被取出的所述任务的可靠性按照公式计算，pk表示第k个电子控制单元，λk表示第k个电子控制单元的执行失败率。
具体的，在对每个被取出的所述任务分配一个合适的处理器来满足功能的可靠性需求和满足关键功能的实时性需求时，为了满足功能的可靠性要求，可以可靠性功能的要求转移到该功能的每个任务的可靠性要求。
理论推导如下：
假设集合{v1,v2,…vn}为功能Fm的已分配任务集合，{vn+1,vn+2,…vN}为未分配任务集合。
该功能Fm的可靠性需求有如下约束：
由此可以得到，对于每一个任务vi的可靠性Rel(vi)，应满足如下约束：
令
则Rel(vi)≥Relobj(vi)；
也就是说，可以将当待调度的任务的可靠性Rel(vi)，即，被取出的所述任务预分配在电子控制单元pk上的可靠性Rel(vi,pk)满足大于或等于所述可靠性要求Relobj(vi)时的约束时候，该待调度的任务所属的功能的可靠性要求必然能够满足。
步骤S40，当被取出的所述任务预分配在电子控制单元pk上的可靠性Rel(vi,pk)大于或等于所述可靠性要求Relobj(vi)时，计算被取出的所述任务vi的最小化最早完成时间EFT(vi,pk)，通过最小化最早完成时间调度策略，分配处理被取出的所述任务的电子控制单元。
具体的，当被取出的所述任务预分配在电子控制单元pk上的可靠性Rel(vi,pk)大于或等于所述可靠性要求Relobj(vi)时，计算被取出的所述任务vi的最小化最早完成时间EFT(vi,pk)，通过最小化最早完成时间调度策略，分配EFT(vi,pk)最小值对应的电子控制单元为处理被取出的所述任务的电子控制单元。
可选的，在一具体实施例中，按照公式
以及
EFT(vi,pk)＝EST(vi,pk)+wi,k，
计算被取出的所述任务vi的最小化最早完成时间EFT(vi,pk)，EST表示任务的最早开始时间，AVT(pk)表示pk的最早可用时间；
通过最小化最早完成时间调度策略，分配EFT(vi,pk)最小值对应的电子控制单元为处理被取出的所述任务的电子控制单元。
步骤S50，获取任务的功能关键级高于系统关键级的任务的处理时间AFT(vi)，以及被取出的所述任务的剩余时间RTsd(vi)；其中，RTsd(vi)表示任务vi的执行不会延迟后续任务的最晚完成时间。
步骤S60，当AFT(vi)≤RTsd(vi)时，被取出的所述任务调度完成，调用被分配的所述电子控制单元处理被取出的所述任务。
在所述步骤S50和步骤S60中，通过进一步判断任务的功能关键级高于系统关键级的任务的处理时间AFT(vi)，以及被取出的所述任务的剩余时间RTsd(vi)的大小，当被取出的所述任务超过被取出的任务的剩余时间RTsd(vi)时，执行关键级调整策略，不进行任务执行，以满足关键功能的响应时间要求；只有当被取出的所述任务小于或等于被取出的任务的剩余时间RTsd(vi)时，该任务调度完成，才调用被分配的所述电子控制单元处理被取出的所述任务。
在本实施例中，所述可靠性感知的高性能汽车电子调度算法通过步骤：对每个所述功能中的所述任务按照ranku值降序排列并存入与所述功能一一对应的任务优先队列；以轮转的方式分别从每个所述功能对应的任务优先队列中依次取出一个任务，对每个所述任务按照所述rankc值升序排列建立公共就绪队列；当所述公共就绪队列中存在待调度的任务时，依次从所述公共就绪队列中取出一个任务，获取被取出的所述任务预分配在电子控制单元pk上的可靠性要求Relobj(vi)以及被取出的所述任务的可靠性Rel(vi,pk)，以判断当被取出的所述任务的可靠性Rel(vi,pk)是否符合所述可靠性要求Relobj(vi)；从而将每个功能的可靠性要求转移到功能的每个任务的可靠性要求来解决多个功能的可靠性要求的问题。
另外，所述可靠性感知的高性能汽车电子调度算法通过最小化最早完成时间调度策略，分配EFT(vi,pk)最小值对应的电子控制单元为处理被取出的所述任务的电子控制单元，并判断任务的功能关键级高于系统关键级的任务的处理时间AFT(vi)是否超过被取出的任务的剩余时间RTsd(vi)，来决定是否应用关键级调整策略以满足关键功能的响应时间的要求。
也就是说，在本发明的实施例中，所述可靠性感知的高性能汽车电子调度算法通过将确保多个功能的可靠性要求的同时，减少功能的响应时间这一技术问题分为两部分并分别解决：一是满足多个功能的可靠性要求，另一个是满足关键功能的响应时间要求。具体通过将每个功能的可靠性要求转移到功能的每个任务的可靠性要求来解决满足多个功能的可靠性的问题；通过以最小的最早完成时间(EFT)策略将每个任务分配给ECU，并判断任务的功能关键级高于系统关键级的任务的处理时间AFT(vi)是否超过被取出的任务的剩余时间RTsd(vi)，来决定是否应用关键级调整策略以满足关键功能的响应时间要求。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种终端，存储器、处理器、以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述任一实施例所述的交易保障平台的链式授权方法的步骤。
进一步地，在一可选的实施例中，所述步骤S50，可以包括：
获取执行被取出的所述任务vi之前的任务的功能关键级高于系统关键级的任务的处理时间AFT(vi)；
依照公式计算执行被取出的所述任务的剩余时间RTsd(vi)；其中，RTsd(vi)表示任务vi的执行不会延迟后续任务的最晚完成时间；
所述步骤S50之后，可以包括：
步骤S70，当AFT(vi)>RTsd(vi)并且被取出的所述任务的功能关键级高于系统关键级时，将本轮已调度和未调度的所述任务回退到各自对应的所述任务优先队列。
也就是说，在AFT(vi)>RTsd(vi)并且被取出的所述任务的功能关键级高于系统关键级时，将本轮已调度和未调度的所述任务回退到各自对应的所述任务优先队列，重新进行调度，或者在调整系统关键级后在重新调度。
在一具体示例中，所述步骤S50～S60的实现方式可以包括：
Input:被调度的任务vi，vi所属功能的关键级Cri(vi)，系统关键级Cri(S)
Output:
1.if vi＝＝vexit并且Cri(vi)>Cri(S)then
2.Cri(S)＝Cri(vi)
3.return；
4.if AFT(vi)>RTobj(vi)then
5.if Cri(vi)>Cri(S)then
6.Cri(S)＝Cri(vi)；
7.将本轮已调度和未调度的任务回退到各自的任务优先队列。
进一步地，在一具体示例中，所述步骤S10-S40的实现方式可以包括：
Input:ECU集合P，功能集合F，初始化关键级S0，每个功能可靠性和响应时间要求；
Output:调度结果
1.对每个功能的任务，放入各自功能的优先级队列中，按照公式1计算它们的ranku值并降序排列；
2.while还有任务未被调度do
3.foreach c＝1；c≤|F|；c++do
4.取出一个优先级队列中的任务并放入公共就绪队列；
5.对公共就绪队列中的任务，按照公式2计算它们的rankc值并升序排列；
6.while公共就绪队列中还有任务未被调度do
7.取出一个任务并计算该任务的可靠性要求Relobj(vi)；
8.foreach pk∈P do
9.计算该任务的预分配在电子控制单元pk上可靠性Rel(vi,pk)；
10.if Rel(vi,pk)<Relobj(vi)then
11.Continue；
12.endif
13.计算该任务的最早完成时间EFT(vi,pk)
14.endfor
15.按照最小EFT(vi,pk)的策略将任务分配ECU处理器pk
16.执行步骤S50-S70来验证任务的实时性
17.endwhile
18.endwhile
请参考图2，为本发明一实施例中，应用有可靠性感知的高性能汽车电子调度算法的汽车电子系统的功能调度框架图。
汽车电子系统包括功能池模块10、异构式分布的ECU模块20，以及调度模块30。
ECU模块20可以由多达数百个分布式的电子控制单元(Electronic ControlUnit，ECU)、传感器(图未示出)组成，并通过路由网络进行通信。
功能池模块10用于存储需要被执行的所有功能的任务优先队列11。具体的，每个功能的实通常包括多个任务；其中，功能可以使用有向无环图DAG表示，其中边表示依赖关系，节点表示任务；将多个用DAG表示的功能的任务优先队列存储在所述功能池模块10中。
其中，每个功能一一对应的建立有一个任务优先队列，其中，任务优先队列中按照ranku值降序排列有每个功能中的任务。
具体的，每个功能中的任务依照公式 计算所述任务的ranku值。其中，p为汽车上的电子控制单元的个数，wi,k为第i个任务在第k个电子控制单元上的最坏情况执行时间(Worst Case Execution Time,WCET)，vi表示第i个任务，vj表示第i个任务后继的第j个任务，ci,j为第i个任务和后继第j个任务之间的最坏情况传输时间(Worst Case Communication Time,WCET)。
调度模块30中通过上述任一项的可靠性感知的高性能汽车电子调度算法嵌入了调度程序。
调度模块30用于以轮转的方式分别从每个所述功能对应的任务优先队列中依次取出一个任务，对所述任务按照公式rankc(vi)＝RRi*RTRi，计算每个所述任务的rankc值，对每个所述任务按照所述rankc值升序排列建立并存储公共就绪队列31。
具体的，所述调度模块30还用于对每个功能中的任务依照公式计算所述任务的ranku值，对每个所述功能中的所述任务按照所述ranku值降序排列并存入与所述功能一一对应的任务优先队列；并将所述任务优先队列列存储于功能池模块10。
调度模块30还用于当所述公共就绪队列中存在待调度的任务时，依次从所述公共就绪队列中取出一个任务，获取被取出的所述任务预分配在电子控制单元pk上的可靠性要求Relobj(vi)以及被取出的所述任务的可靠性Rel(vi,pk)；当被取出的所述任务的可靠性Rel(vi,pk)大于或等于所述可靠性要求Relobj(vi)时，计算被取出的所述任务vi的最小化最早完成时间EFT(vi,pk)，通过最小化最早完成时间调度策略，分配处理被取出的所述任务的电子控制单元。
同时，调度模块30还用于验证任务的实时性，以满足关键功能的响应时间的要求，具体的，调度模块30获取任务的功能关键级高于系统关键级的任务的处理时间AFT(vi)，以及被取出的所述任务的剩余时间RTsd(vi)；当AFT(vi)≤RTsd(vi)时，该任务调度完成，调用被分配的所述电子控制单元处理被取出的所述任务。
可以理解的是，由于本实施例中的调度模块中通过上述任一项的可靠性感知的高性能汽车电子调度算法嵌入了调度程序，因此本实施例中的汽车电子系统的技术方案至少包括上述可靠性感知的高性能汽车电子调度算法实施例的全部技术方案，同时至少具有以上实施例的全部技术效果，此处不再一一赘述。
请一并结合图3，本发明还提供一种汽车，包括汽车本体(图未示出)以及汽车电子控制系统300，所述汽车电子控制系统300包括存储器301、处理器302、基于异构式分布的多个电子控制单元303、存储在所述存储器301上并可在所述处理器302上运行的嵌入式操作系统、以及包含可靠性感知的高性能汽车电子调度算法的计算机程序；所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上中任一项所述的可靠性感知的高性能汽车电子调度算法的步骤。
可以理解的是，由于本实施例中的包含可靠性感知的高性能汽车电子调度算法的计算机程序至少包括上述可靠性感知的高性能汽车电子调度算法实施例的全部技术方案，同时至少具有以上实施例的全部技术效果，此处不再一一赘述。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述交易保障平台的链式授权方法的第一实施例至第八实施例中任一项的步骤。
由于本实施例计算机可读存储介质的技术方案至少包括上述交易保障平台的链式授权方法实施例的全部技术方案，因此至少具有以上实施例的全部技术效果，此处不再一一赘述。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个计算机可读存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备进入本发明各个实施例所述的方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“另一实施例”、“其他实施例”、或“第一实施例～第X实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料、方法步骤或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种可靠性感知的高性能汽车电子调度算法，其特征在于，包括步骤：
对每个功能中的任务依照公式
计算所述任务的ranku值，对每个所述功能中的所述任务按照所述ranku值降序排列并存入与所述功能一一对应的任务优先队列；其中，p为电子控制单元的个数，vi表示第i个任务，wi，k为第i个任务在第k个电子控制单元pk上的最坏情况执行时间，vj表示第i个任务后继的第j个任务，ci，j为第i个任务和后继第j个任务之间的最坏情况传输时间；
以轮转的方式分别从每个所述功能对应的任务优先队列中依次取出一个任务，对所述任务按照公式rankc(vi)＝RRi*RTRi，计算每个所述任务的rankc值，对每个所述任务按照所述rankc值升序排列建立公共就绪队列；其中，RRi为第i个任务的可靠性比率，RTRi为第i个任务的响应时间比率；
当所述公共就绪队列中存在待调度的任务时，依次从所述公共就绪队列中取出一个任务，获取被取出的所述任务的可靠性要求Relobj(vi)以及被取出的所述任务预分配在电子控制单元pk上的可靠性Rel(vi，pk)；其中，被取出的所述任务的可靠性按照公式计算，pk表示第k个电子控制单元，λk表示第k个电子控制单元的执行失败率；
当被取出的所述任务预分配在电子控制单元pk上的可靠性Rel(vi，pk)大于或等于所述可靠性要求Relobj(vi)时，计算被取出的所述任务vi的最小化最早完成时间EFT(vi，pk)，通过最小化最早完成时间调度策略，分配EFT(vi，pk)最小值对应的电子控制单元为处理被取出的所述任务的电子控制单元；
获取任务的功能关键级高于系统关键级的任务的处理时间AFT(vi)，以及被取出的所述任务的剩余时间RTsd(vi)；其中，RTsd(vi)表示任务vi的执行不会延迟后续任务的最晚完成时间；
当AFT(vi)≤RTsd(vi)时，被取出的所述任务调度完成，调用被分配的所述电子控制单元处理被取出的所述任务。
2.根据权利要求1所述的可靠性感知的高性能汽车电子调度算法，其特征在于，所述被取出的所述任务预分配在电子控制单元pk上的可靠性Rel(vi，pk)的计算公式为：
其中，λk表示第k个电子控制单元的执行失败率。
3.根据权利要求1所述的可靠性感知的高性能汽车电子调度算法，其特征在于，所述获取任务的功能关键级高于系统关键级的任务的处理时间AFT(vi)，以及被取出的所述任务的剩余时间RTsd(vi)的步骤，包括：
获取执行被取出的所述任务vi之前的任务的功能关键级高于系统关键级的任务的处理时间AFT(vi)；
依照公式计算执行被取出的所述任务的剩余时间RTsd(vi)；其中，RTsd(vi)表示任务vi的执行不会延迟后续任务的最晚完成时间；
所述方法，还包括步骤：
当AFT(vi)＞RTsd(vi)，并且被取出的所述任务的功能关键级高于系统关键级时，将本轮已调度和未调度的所述任务回退到各自对应的所述任务优先队列。
4.根据权利要求3所述的可靠性感知的高性能汽车电子调度算法，其特征在于，所述计算被取出的所述任务vi的最小化最早完成时间EFT(vi，pk)的计算方式包括：
按照公式
以及
EFT(vi，pk)＝EST(vi，pk)+wi，k，
进行计算被取出的所述任务vi的最小化最早完成时间EFT(vi，pk)，EST表示任务的最早开始时间，AVT(pk)表示pk的最早可用时间。
5.根据权利要求4所述的可靠性感知的高性能汽车电子调度算法，其特征在于，所述第i个任务的响应时间比率RTRi的计算公式为：
其中，RTobj(Fm)表示所述第i个任务对应的功能Fm的响应时间要求。
6.根据权利要求4所述的可靠性感知的高性能汽车电子调度算法，其特征在于，所述第i个任务的可靠性比率RRi的计算公式为：
其中，Relobj(Fm)为所述第i个任务对应的功能Fm的可靠性要求，Relpa(Fm)为所述第i个任务对应的功能Fm预分配可靠性。
7.根据权利要求6所述的可靠性感知的高性能汽车电子调度算法，其特征在于，所述第i个任务对应的功能Fm预分配可靠性Relpa(Fm)的计算公式为：
其中，第i个任务对应的功能Fm中有N个任务，任务{v1，v2，...vn}的集合为已分配任务集合，任务{vn+1，vn+2，...vN}的集合为未分配任务集合，Relmin(vi)为未分配任务的最小可靠性。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的可靠性感知的高性能汽车电子调度算法，其特征在于，还包括步骤：
当被取出的所述任务预分配到电子控制单元pk上的可靠性Rel(vi，pk)小于所述可靠性要求Relobj(vi)时，回退被取出的所述任务在电子控制单元pk上的预分配，执行对被取出的所述任务在下一个电子控制单元pk上的预分配；
进入所述当所述公共就绪队列中存在待调度的任务时，依次从所述公共就绪队列中取出一个任务，获取被取出的所述任务的可靠性要求Relobj(vi)以及被取出的所述任务的可靠性Rel(vi，pk)的步骤。
9.一种汽车，其特征在于，包括汽车本体以及汽车电子控制系统，所述汽车电子控制系统包括存储器、处理器、基于异构式分布的多个电子控制单元、存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的嵌入式操作系统、以及包含可靠性感知的高性能汽车电子调度算法的计算机程序；所述计算机程序被所述电子控制单元执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的可靠性感知的高性能汽车电子调度算法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有包含可靠性感知的高性能汽车电子调度算法的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的可靠性感知的高性能汽车电子调度算法的步骤。
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