Пример анализа производительности с применением теории планирования в реальном времени

Пример анализа производительности с помощью анализа последовательности событий.

Анализ производительности с помощью теории планирования в реальном времени и анализа последовательности событий

Вместо того чтобы рассматривать за­дачи по отдельности, необходимо изучить все задачи, участвующие в некоторой последовательности событий. Сначала исполняется задача, активизируемая внеш­ним событием, которая инициирует цепочку внутренних событий, а они, в свою очередь, активизируют другие задачи. Необходимо убедиться, что все задачи, во­шедшие в цепочку, способны завершить исполнение вовремя.

Для начала назначьте всем задачам в цепочке одинаковые приоритеты. С точки зрения теории планирования в реальном времени вместо них можно рассмотреть одну эквивалентную задачу. В качестве периода эквива­лентной задачи устанавливается время в худшем случае между последовательны­ми приходами внешнего события, активизирующего цепочку.

Чтобы определить, удовлетворяет ли эквивалентная задача временным огра­ничениям, нужно применить теоремы из теории планирования в реальном време­ни – в частности, рассмотреть вытеснение высокоприоритетными задачами, блоки­ровку низкоприоритетными задачами и время выполнения эквивалентной задачи.

В качестве примера рассмотрим подсистему Круиз-Контроль из системы круиз-контроля и мониторинга. Вначале проанализируем случай, когда водитель переводит ручку круиз-кон­троля в положение «Разгон», инициируя тем самым автоматическое ускорение машины. В требованиях к системе записано, что система должна отреагировать на это действие в течение 250 мс. Предположим, что подсистема Круиз-Контроль находится в состоянии Начальное. Имеем некоторую последовательность событий С1 – С9.

Полное время, которое ЦП расходует на эти четыре задачи (С_e), равно сумме времен выполнения каждой задачи и времени, необходимого для межзадачных коммуникаций, плюс затраты на контекстное переключение:

С_e = С₁ + C₂ + С₃ + С₄ + С₅ + С₆ + С₇ + С₈ + 4С_x.

Чтобы определить время реакции системы, необходимо также принять во вни­мание другие задачи, которые способны выполняться, пока система обрабатывает внешнее событие.

Полное время ЦП не должно превышать предельное время реакции, указан­ное в требованиях к системе. Это полное время равно

С_t = С_e + С_a

Прежде чем решать приведенные уравнения, нужно оценить каждый из вре­менных параметров.

Проанализируем худший случай, когда от ЦП требуется больше всего време­ни: машина движется в режиме автоматического управления с максимальной ско­ростью вращения вала. Пусть период j-ой периодической задачи равен Т_j, время ее выполнения С_j, а коэффициент использования ЦП U_j = С_j / Т_j. Во время, по­требляемое каждой периодической задачей, включены затраты на два контекст­ных переключения. В табл.11.3 приведены характеристики всех периодических задач.

Частотно-монотонные приоритеты присваиваются задачам так, что более при­оритетными оказываются задачи с меньшим периодом. Значит, самый высокий приоритет будет иметь задача Интерфейс Вала. Задача Автодат­чики активна всегда, а задача Интерфейс Дросселя – только в режиме автома­тического управления. Задаче Автодатчики назначен более высокий приоритет, поскольку от полученной ею входной информации (например, о нажатии тормо­за) может зависеть воздействие на дроссель. Самый низкий приоритет у задачи Таймер Обслужива­ния, которая имеет максимальный период. Отметим, что доступ к разделяемым хранилищам данных включает одну коман­ду чтения или одну команду записи. Это настолько мало, что временем задержки из-за блокировки одной задачи другой допустимо пренебречь.

Дата добавления: 2014-01-07