Implementace a srovnání plánovacích algoritmů pro systémy reálného času

Abstract

Tato práce se zabývá plánovacími algoritmy pro systémy reálného času, zkoumá a~modifikuje operační systém reálného času FreeRTOS. FreeRTOS je speciálně vyvinutý pro malé vestavěné systémy, tak aby uspokojil jak nároky uživatele tak paměťové nároky malých vestavných zařízení. Po podrobném popisu prioritního plánovače přijatého z FreeRTOS jsou navrženy dva učební plánovače: první je založen na známém algoritmu přednosti s~nejbližší uzávěrkou (EDF), druhý je založen na algoritmu přednosti úkolu s~nejmenší laxitou (LLF), původně vyvinutý pro systémy s~více procesory. U~každého navrhovaného plánovače je uveden popis funkčnosti plánovače, ukázka práce daného plánovacího algoritmu a následná implementace ve FreeRTOS. Poté je správnost plánovacích algoritmů implementované ve FreeRTOS ověřena testem. Plánvací algoritmy byly vybrány na základě užitečnosti v bakalářském předmětu BI-SRC na FIT ČVUT v Praze.

This work deals with scheduling algorithms for real-time systems, examines and modifies the real-time operating system FreeRTOS. FreeRTOS is specially developed for small embedded systems to meet both user and memory requirements. After a~detailed description of the priority scheduler adopted by FreeRTOS, two learning schedulers are proposed: the first is based on the known Earliest Deadline First Algorithm (EDF), the second is based on the Least Laxity First Algorithm (LLF), originally developed for multiprocessor systems. For each proposed scheduler, a description of the scheduler's functionality, a demonstration of the work of the scheduling algorithm and subsequent implementation in FreeRTOS is given. Then the correctness of the planning algorithms implemented in FreeRTOS is verified by a test. Planning algorithms were selected on the basis of usefulness in the bachelor's course BI-SRC at FIT CTU in Prague.