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Advanced task scheduling algorithm for enhanced energy efficiency on multi-core embedded platforms
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AI
DOI：10.1016/j.compeleceng.2025.110886.png)
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摘要
En 中文
能耗最小化是异构多核嵌入式系统中任务调度的一项基本要求，其中动态电压和频率调节（DVFS）发挥着重要作用。使用DVFS等技术有助于实现更优的任务调度，但任务调度问题本身已成为NP难问题。为解决这些问题，本研究提出了一种新型方法，用于为每个任务分配频率，并将任务分配到多核处理器的不同核心上。该方法引入了一种复杂度较低且能效更高的频率分配与任务分配策略。频率分配（FA）算法采用二分搜索进行频率选择，将计算复杂度降低至O(N⋅logL)，其中N为任务数量，L表示频率等级。这确保了为每个任务分配最优频率并降低能耗。对于任务分配，我们提出了基于优先级和最早完成时间（EFT）的任务分配（TA）算法，确保任务被分配至可用处理器核心以最小化处理器整体执行时间。该策略降低了能耗，均衡分配工作负载，并高效利用了可用处理能力。我们将本方案与其他能效算法进行比较，以评估在如高斯消元法（GE）和随机任务图等不同应用中的性能。我们的数值结果表明，所提出的调度算法在节能、任务执行效率及降低计算复杂度方面，显著优于现有能效算法。本研究的工作已在Zynq Ultrascale＋ MPSoC ZCU106评估套件FPGA平台上使用Verilog实现，并已验证其性能。