基于滑动窗口的低能耗高可靠调度算法

来源：计算机集成制造系统杂志2018年第10期北京时间：

作者：邓昌义,郭锐锋,吴昊天,彭阿珍,杜少华,盖荣丽

单位：1.国家工业信息安全发展研究中心系统所2.中国科学院大学3.中国科学院沈阳计算技术研究所4.沈阳高精数控智能技术股份有限公司5.大连大学信息工程学院

摘要：针对开放式数控系统的高功耗和可靠性差的问题,通过优化空闲时间分配策略,实现在保证开放式数控系统可靠性前提下最小化系统能耗。提出基于滑动窗口的低能耗调度算法(LPRSW),以在保证系统可靠性的前提下降低系统功耗,同时根据任务出错场景的不同,将算法分为LPRSW-H算法和LPRSW-A算法,前者以最高速度恢复出错任务,后者采用动态电压调节后的速度恢复出错任务。在此基础上,提出一种基于滑动窗口的低能耗与可靠性协同优化调度算法,该算法对任务容错采用共享全局空闲时间代替预先给每任务都分配一个备份任务的方法,获得更多空闲时间用于降低系统功耗,同时空闲时间—能耗因子用于将空闲时间更合理地分配给后续任务,实现可靠性和低能耗之间协同优化。通过实验对比,COSALPRSW算法平均比LPRSW-A和LPRSW-H算法节约0～31.62%和0～44.4%的能耗,验证了所提方法的有效性。

关键词：开放式数控系统,动态电压调节,实时调度,能耗,可靠性

基金资助：国家科技重大专项资助项目(2014ZX04014-021);国家自然科学基金资助项目(61602074)。