tinyos中dsa調(diào)度策略的研究

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1、萬(wàn)方數(shù)據(jù)第34卷第10期計(jì)算機(jī)．工程2008年5月VoL34No．10ComputerEngineeringMay2008·網(wǎng)絡(luò)與通信·文章編號(hào)·1000—3428(2008)lo．—012如_02文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼tA中圖分類號(hào)，TP393TinyOS中DSA調(diào)度策略的研究周艷(遼東學(xué)院信息技術(shù)分院，丹東118003)摘要：針對(duì)TinyOS任務(wù)調(diào)度采用非剝奪的先來(lái)先服務(wù)調(diào)度策略，而產(chǎn)生的系統(tǒng)緊急任務(wù)不能及時(shí)得到響應(yīng)及節(jié)點(diǎn)吞吐量下降情況，該文提出一種新的可搶占時(shí)限短作業(yè)調(diào)度策略——DSA。在絕對(duì)時(shí)限前執(zhí)行硬實(shí)時(shí)任務(wù)，滿足了系統(tǒng)

2、對(duì)實(shí)時(shí)任務(wù)的響應(yīng)要求，提高處理器的響應(yīng)速度，對(duì)軟實(shí)時(shí)任務(wù)實(shí)行短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度策略，提高系統(tǒng)的吞吐量。在TinyOS上測(cè)試表明，DSA策略在不影響TinyOS原有性能的情況下，改進(jìn)了傳感器網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)實(shí)時(shí)性任務(wù)的運(yùn)行效果。關(guān)健詞：時(shí)限；可搶占；DSA調(diào)度策略；TinyOS操作系統(tǒng)ResearchonDSASchedulingStrategyinTinyOSZHoUYan(InformationTechnologyCollege，LiaodongUniversity,Dandong18003)[Abstract]TinyOSta

3、skschedulingisbasedonfirst·-come—，first··servednon··preemptingstrategy,whichisnotabletogiveeme曙encytasksquickresponse，andthroughputofnodesislower．Toaddressthisissue，thispaperproposesanewpreemptingalgorithm，DeadlineShortAlgorithm(DSA)：Throughexecutinghardreal—tim

4、etaskswithinanabsolutedeadlinetimelimit，itmeetssystemrequirementforthereal—timeresponse，andimprovesprocessor'sresponsespeed．Throughexecutingsoftreal—timetasksbasedonshortest-job—firstschedulingprioritystrategy,systemthroughputisincreased．Testresultindicatesthatw

5、ithmorenodesofwirelesssensornetwork，thoughenergyconsumptionhasalittlebitincrease，itprovidesahighreal—timeperformanceandhighthroughput，avoidingnetworkcongestion．[KeywordsIearliestdeadline；preemptivescheduling；DSAf；chedulingstrategy；TinyOS·1概述當(dāng)前，對(duì)無(wú)線傳感器的研究主要集中在通信協(xié)議

6、、能耗管理、定位算法與體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和可靠性研究，分別約占35％，16％，24％。TinyOS是基于事件驅(qū)動(dòng)的嵌入式網(wǎng)絡(luò)傳感器操作系統(tǒng)，其目標(biāo)是用最少的硬件支持網(wǎng)絡(luò)傳感器的并發(fā)密集型操作‘110TinyOS在任務(wù)調(diào)度上采用非剝奪的先來(lái)先服務(wù)(First．Come．First．Served，F(xiàn)CFS)調(diào)度策略，這樣的沒(méi)計(jì)有利于減少系統(tǒng)對(duì)存儲(chǔ)空間的需求

7、2l。然而，系統(tǒng)不能對(duì)實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)作出及時(shí)的響應(yīng)，并且可能出現(xiàn)過(guò)載¨’，導(dǎo)致任務(wù)丟失、通信吞吐量下降等情況的發(fā)生。文獻(xiàn)[4】提出雙環(huán)調(diào)度策略，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。文

8、獻(xiàn)【5】提出在TinyOS中實(shí)現(xiàn)基于時(shí)限(deadline)的優(yōu)先級(jí)調(diào)度，有利于提高WSN系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。文獻(xiàn)【6】提出了一種任務(wù)優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法來(lái)相對(duì)提高過(guò)載節(jié)點(diǎn)的吞吐量以解決本地節(jié)點(diǎn)包過(guò)載的問(wèn)題。本文提出一種基于時(shí)限和短任務(wù)優(yōu)先的DSA算法，提高系統(tǒng)對(duì)緊急任務(wù)響應(yīng)速度，同時(shí)考慮了系統(tǒng)的吞吐量。2TinyOS任務(wù)調(diào)度策略的分析TinyOS提供任務(wù)和事件的兩級(jí)調(diào)度。任務(wù)之間互相平等，沒(méi)有優(yōu)先級(jí)之分，任務(wù)的調(diào)度采用簡(jiǎn)單的FCFS策略。任務(wù)間互不搶占，TinyOS實(shí)際上是一種不可剝奪型內(nèi)核。內(nèi)核主要負(fù)責(zé)管理各個(gè)任務(wù)，并決定何時(shí)

9、執(zhí)行哪個(gè)任務(wù)。調(diào)度任務(wù)單線程運(yùn)行到結(jié)束，對(duì)任務(wù)按簡(jiǎn)單的FIFO隊(duì)列進(jìn)行調(diào)度。對(duì)資源采取預(yù)先分配，調(diào)度任務(wù)單線程運(yùn)行到結(jié)束，對(duì)任務(wù)按簡(jiǎn)單的FIFO隊(duì)列進(jìn)行調(diào)度。對(duì)資源采取預(yù)先分配，任務(wù)由TOS—post函數(shù)提交進(jìn)入隊(duì)列，TinyOS的任務(wù)隊(duì)列結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1TinyOS任務(wù)結(jié)構(gòu)盡管TinyOS被廣泛使用，并且得到了相當(dāng)?shù)恼J(rèn)可，但