ARINC653一致架构的独立时间集成—基于搜索的解决方案

基于ARINC653的集成模块化航空电子(IMA)架构已被广泛用于现代民用和军用飞机的设计中。 IMA对基础操作系统施加了各种要求,其中时间和空间分离要求对于任务分配至关重要。 在实践中,寻找任务的最佳分配配置以使处理模块能够满足各种时间限制是最大的挑战之一。 为此,必须将数百个任务映射到给定的处理模块中,这已被证明是一个非多项式问题。 本文介绍了一种基于搜索的方法,以帮助找到多项式时间内任务分配问题的有效解决方案。 提出了两种基于种群搜索(遗传算法)和邻居搜索(模拟退火)的搜索技术,以及它们的多核版本。 专门设计了一种启发式方法,以验证候选解决方案是否满足IMA隐含的各种约束,从而评估适用性。 此外,多核版本旨在减少获得新的优化配置的时间延迟。 结果表明,两种算法最终都可以找到在所有配置中实用率均超过90%的优化解决方案,并且可以支持100多个任务的优化,这是一个了不起的结果。 结果还表明,模拟退火可以在有限的资源下产生更好的解决方案,而遗传算法将在较短的时间内确定有效的解决方案。 此外,就解决具有复杂约束的分配问题而言,模拟退火在有效性和效率方面均优于遗传算法。