JP5209788B2 - 周期的プロセスをスケジューリングする方法およびシステム - Google Patents
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Description
・LCM(10,20,...,100)=25200
・LCM(10,20,...,200)=2.38・109
・LCM(10,20,...,300)=2.39・1013
dmin=Φi mod gcd(SIi,SIN+1)
dmin=Φi mod gcd(SIi,SIN+1)−継続時間i
gcd(SIi,SIN+1), i=1,...,N
を計算することによって計算してもよい。
T=lcm(gcd(SI1,SIN+1),...,gcd(SIN,SIN+1))
を求めることができる。
dl(k)=(dl(0)+kSI2) mod SI1
dr(k)=SI1−dl(k)
ただし、dl(0)は、基準とされる初期左側距離である。
dlmin=dl(0) mod gcd(SI1,SI2)
drmin=gcd(SI1,SI2)−dlmin
dlmin=(tie−Φ) mod gcd(SI1,SI2)
drmin=gcd(SI1,SI2)−dlmin
ただし、Φは、Φ=next_rel_time1 mod gcd(SI1,SI2)として定義される初期シフトである。
tie=Φ+k・gcd(SI1,SI2), k≧1
ただし、両方の最小距離が同時に最大になることはない。
tie=Φ+k・(gcd(SI1,SI2)/2)
したがって、任意の2つの周期的フロー間で達成可能な最小間隔の最大値は、gcd(SI1,SI2)/2である。
dlmin(N+1,i)=(tie−ΦN+1,i) mod gcd(SIi,SIN+1)
drmin(N+1,i)=gcd(SIi,SIN+1)−dlmin(N+1,i)
ただし、ΦN+1,iは、ΦN+1,i=next_rel_time(i) mod gcd(SIN+1,SIi)として定義される初期シフトである。
2.絶対最小距離の周期T′=lcm(gcd(SIi,SIN+1),...,gcd(SIN,SIN+1))を計算する。
3.それぞれの既にスケジューリングされたフローに対し、T′内に含まれるΦN+1,i+k・gcd(SIi,SIN+1)におけるすべての零点を生成する。
4.零点のリストをソートする。
5.ソートされた零点のリスト内で、2つの連続する要素間の最大ギャップを見つける。
i)本発明の方法の複雑さは、相異なるタスクの周期のLCMに依存しない。これにより、スケジューリング時間に関して大幅に高速化される。
ii)本発明が提案する方法は、候補オフセット値のサブセットを求めること(これは、スケジューリングされるべきプロセス数とともに指数関数的に増大し得る)が不要であり、最適なオフセット値tieが直接得られる。
1.WiMAX基地局のUGS(Unsolicited Grant Services)サービスクラスは、本発明が提案する方法によりスケジューリング可能であり、それにより、同じWiMAXフレームでアクセスするフロー数が低減される。
2.802.11eのHCCAモードは、フローの周期的スケジューリングに基づいているので、本発明が提案する方法を使用可能である。
・リアルタイムオペレーティングシステム、例えばRT Linux、VxWorks、RT−11、eCosの開発。
・産業用制御・自動化アプリケーション、例えば、自動車エンジンパラメータの制御、オンボードシステムのポーリング。
・ロボット工学。
・組み込みシステム(プログラム可能サーモスタット、家電製品コントローラ等)。
Claims (13)
- 電子システム、特にネットワーク、データプロセッサまたは通信装置において実行される周期的プロセスをスケジューリングする方法において、前記電子システムは前記スケジューリングを実行するコントローラを有し、N個のプロセスPiが既にスケジューリングされ、各プロセスPiはそれぞれサービス間隔SIiを有し、追加プロセスPN+1がサービス間隔SIN+1でスケジューリングされるべきものとされ、
前記追加プロセスPN+1は、前記追加プロセスPN+1の実行時刻と前記N個の既にスケジューリングされたプロセスPiの実行時刻との間の最小時間差が最大になるようにスケジューリングされ、
各スケジューリング段階において、前記現在スケジューリングされているプロセスP N+1 の実行時刻と前記N個の既にスケジューリングされたプロセスP i の実行時刻との間の最小時間差が、前記現在スケジューリングされているプロセスP N+1 に適当な初期実行時刻t ie を割り当てることによって最大化され、
前記スケジューリングされるべきプロセスP N+1 の前記初期実行時刻t ie が、Nフロー問題をN個の相異なる2フロー問題に分解することによって決定される
ことを特徴とする、周期的プロセスをスケジューリングする方法。 - 前記プロセスが、タスク、フローまたは演算であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 複数のプロセスが前記コントローラに同時に到着する場合、所定のポリシーによる順次スケジューリングのために前記プロセスを順序づけるアルゴリズムが設けられることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- Nフロー問題が、前記現在スケジューリングされるべきプロセスPN+1の実行時刻と前記N個の既にスケジューリングされたプロセスPiの実行時刻との間の最小時間差を計算することによって、N個の相異なる2フロー問題に分解されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記現在スケジューリングされるべきプロセスPN+1の実行時刻と前記N個の既にスケジューリングされたプロセスPiの実行時刻との間の前記最小時間差が、前記現在スケジューリングされるべきプロセスPN+1に割り当てるべき前記初期実行時刻tieの関数として表されることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記現在スケジューリングされるべきプロセスPN+1と前記N個の既にスケジューリングされた各プロセスPiとの間のすべての最小時間差の最小値として定義される絶対最小時間差を表現する関数の周期Tを、現在スケジューリングされるべきプロセスP N+1 の初期実行時刻t ie の関数として計算するステップを備えたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記絶対最小時間差の周期Tが、前記現在スケジューリングされるべきプロセスPN+1のサービス間隔SIN+1と前記N個の既にスケジューリングされたプロセスPiのそれぞれのサービス間隔SIiとの最大公約数の最小公倍数として計算されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記N個の既にスケジューリングされたプロセスPiのそれぞれについて、前記現在スケジューリングされるべきプロセスPN+1のサービス間隔SIN+1と前記N個の既にスケジューリングされたプロセスPiのそれぞれのサービス間隔SIiとの最大公約数の倍数あるいはそれをシフトしたものとして定義され、前記絶対最小時間差の前記周期T内に含まれるすべての「零点」が生成されることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 現在スケジューリングされるべきプロセスP N+1 に割り当てられる前記初期実行時刻t ie に関してソートされた順序で前記「零点」を含む前記「零点」のリストが生成されることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記ソートされた「零点」のリスト内で、2個の連続する要素間の最大ギャップが検索されることを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記絶対最小時間差が、前記最大ギャップの中点を前記初期実行時刻tieとして選択することによって最大化されることを特徴とする請求項10に記載の方法。
- スケジューリングメカニズムが、周波数間隔、空間間隔、または時間間隔に適用されることを特徴とする請求項1ないし11のいずれか1項に記載の方法。
- 電子システム、特にネットワーク、データプロセッサまたは通信装置において実行される周期的プロセスをスケジューリングするシステムにおいて、該システムは、N個のプロセスPiをスケジューリングしているコントローラを備え、各プロセスPiはそれぞれサービス間隔SIiを有し、前記コントローラは、追加プロセスPN+1をサービス間隔SIN+1でスケジューリングするように構成され、
前記コントローラは、さらに、前記追加プロセスPN+1の実行時刻と前記N個の既にスケジューリングされたプロセスPiの実行時刻との間の最小時間差が最大になるように、前記追加プロセスPN+1をスケジューリングするよう構成され、
各スケジューリング段階において、前記現在スケジューリングされているプロセスP N+1 の実行時刻と前記N個の既にスケジューリングされたプロセスP i の実行時刻との間の最小時間差が、前記現在スケジューリングされているプロセスP N+1 に適当な初期実行時刻t ie を割り当てることによって最大化され、
前記スケジューリングされるべきプロセスP N+1 の前記初期実行時刻t ie が、Nフロー問題をN個の相異なる2フロー問題に分解することによって決定される
ことを特徴とする、周期的プロセスをスケジューリングするシステム。
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