مقاله دانشگاهی – زمانبندی وظایف در سیستم های تعبیه شده بی درنگ برداشتگر انرژی با …

وظایفی که در (t_c , D_m]، وارد سیستم شده، اما زمان شروع اجرا و خاتمه آنها در این بازه نمیباشد.
در الگوریتم پیشنهادی فقط انرژی مورد نیاز برای اجرای وظایف نوع اول و نوع دوم، درنظر گرفته میشود. چراکه انتخاب بیشتر وظایف، مستلزم داشتن ظرفیت ذخیرهسازی بیشتری خواهد بود. در این حالت مقدار کل انرژی مورد نیاز در این بازه بصورت زیر محاسبه میشود :
(46)
4-4-3 محاسبه موجودیت انرژی
برای محاسبه موجودیت انرژی در این بازه، کافی است اطلاعات دقیقی از مقدار انرژی قابل برداشت از محیط در این بازه و موجودیت انرژی در واحد ذخیرهسازی را بدست آوریم. توجه شود که برای اطلاع از میزان انرژی موجود در محیط، نیازمند روشهای پیشبینی انرژی میباشیم. از جمله این روشها، بررسی پروفایل انرژی برداشت شده در زمانهای مشابه و زمانهای گذشته میباشد.
E_total = E_C(t_C) + E_H(t_c , D_m) (47)
بعد از تعیین و محاسبه 4 مرحله گفته شده یعنی انتخاب f_low وظیفه جاری، انتخاب بازه مناسب و بررسی انرژی مورد نیاز و موجودیت انرژی در بازه انتخابی، در این قسمت، الگوریتم، به مقایسه انرژی موجود و میزان انرژی مورد نیاز برای اجرای وظایف میپردازد. بر این اساس باتوجه به اینکه خواهان کمترین رجوع به ذخیرهساز انرژی هستیم، در ابتدا دو حالت کلی درنظر گرفته و انرژی مورد درخواست را با انرژی محیطی، مقایسه میکنیم و در زمان نیاز برای دریافت انرژی به ذخیرهساز انرژی رجوع خواهیم کرد. بنابراین داریم :
E_demand > E_H(t_c , D_m) : درصورتیکه انرژی موردنیاز وظایف موجود در بازه [t_c , D_m] ، بیشتر از موجودیت انرژی قابل برداشت از محیط در این فاصله زمانی باشد، برای تأمین انرژی مورد نیاز، نیازمند رجوع به واحد ذخیرهساز انرژی هستیم، در اینحالت، دو وضعیت قابل بررسی است:
واحد ذخیرهساز انرژی پر باشد : در اینصورت دیگر قادر به اعمال یک زمان تأخیر برای اجرای وظیفه جاری نیستیم، چراکه انرژی برداشت شده در مدت زمان به تأخیر انداختن اجرای وظیفه، باعث وقوع سرریز در واحد ذخیرهسازی و اتلاف انرژی میشود. بنابراین بررسی میکنیم آیا انرژی موجود در واحد ذخیرهساز و انرژی قابل برداشت در بازه زمانی، برای اجرای وظایف موجود در بازه کافی هستند یا خیر؟ بنابراین دو وضعیت زیر مطرح میشود :
E_demand ≤ E_H(t_c , D_m) + E_S(t_c) : با توجه به کافی بودن انرژی، وظیفه جاری در فرکانس پایینی که در بخش قبل مشخص شد اجرا میشود. در اینصورت برای محاسبه زمان شروع اجرای آن درصورتیکه وظیفه جاری، اولین وظیفه اجرایی سیستم باشد برابر خواهد بود با :
St_m = Max (a_m , t_c) (48)
در غیراینصورت برابر خواهد بود با :
St_m = Max (a_m , ft_m-1) (49)
زمان خاتمه اجرای وظیفه نیز از رابطه زیر بدست میآید:
ft_m = St_m + (50)
در این رابطه S_n = f_low / f_max میباشد.
شایان ذکر است که درصورتیکه انرژی مورد نیاز وظیفه جاری، کمتر از انرژی برداشت شده در زمان اجرای آن، باشد (e_m ≤ E_H(St_m , ft_m))، پردازنده انرژی لازم برای اجرای وظیفه را مستقیما از محیط، دریافت میکند و در غیراینصورت از انرژی موجود در واحد ذخیرهسازی نیز، استفاده خواهد کرد.
 
 
E_demand > E_H(t_c , D_m) + E_S(t_c) : در اینحالت برای اجرای تمامی وظایف موجود در بازه، انرژی کافی وجود ندارد. اما با توجه به اینکه E_demand ، جمع کل انرژی مطالبه شده وظایف موجود در بازه میباشد، الگوریتم بلافاصله دستور به حذف وظیفه جاری نخواهد داد بلکه در ابتدا موجودیت انرژی را برای آن وظیفه، بررسی میکند، پس اگر e_m ≤ E_H(t_c , D_m)+E_S(t_c) باشد وظیفه جاری در زمان شروع و زمان خاتمه مطابق با روابط 48 تا 50، اجرا خواهد شد. و در غیراینصورت، وظیفه جاری از سیستم حذف میشود. دقت شود که در این حالت از آنجاییکه واحد ذخیرهسازی کاملا پر است، نمیتوان برای ذخیره انرژی کافی برای اجرای وظیفه جاری، اجرای آن را به تعویق انداخت.در این قسمت نیز درصورت اجرای وظیفه، درصورتیکه e_m ≤ E_H(St_m , ft_m) ، باشد، پردازنده انرژی لازم برای اجرای وظیفه را مستقیما از محیط دریافت میکند و در غیراینصورت از انرژی موجود در واحد ذخیرهسازی نیز، استفاده خواهد کرد.
واحد ذخیرهساز انرژی پر نباشد : در این قسمت برخلاف حالت قبل، پردازنده، قادر به با تأخیر اجرا کردن وظیفه(ها) خواهد بود، چراکه در اینصورت انرژی برداشت شده در باطری ذخیره خواهد شد. اما در اینحالت نیز سه وضعیت زیر قابل تصور است:
E_demand = E_H(t_c , D_m) + E_S(t_c) : در اینحالت درصورتیکه اعمال یک تأخیر، سبب از دست رفتن سررسید وظیفه جاری و سایر وظایف موجود در صف آماده نشود، بعلاوه این زمان باعث وقوع سرریز در واحد ذخیرهسازی نیز نشود، به اجرای وظیفه جاری، تأخیر داده میشود.این تأخیر توسط یک حلقه while، همانند شکل 4-3، محاسبه و درنهایت وظیفه جاری اجرا میشود. استدلال ما برای اعمال این زمان تأخیر این است که ممکن است بعد از اجرای وظیفه، واحد ذخیرهسازی، تهی و یا دارای انرژی کمی باشد که این مسئله سبب حذف وظیفه(ها)ی آتی بدلیل عدم انرژی کافی شود.