01
实时系统概述
定义、分类（硬实时与软实时）、应用场景：自动驾驶·工业控制·航空航天
基础概念
02
多核处理器基础
同构/异构架构 · 缓存一致性 · 内存模型 · OpenMP / Pthreads
架构编程模型
03
实时任务模型
周期·截止时间·执行时间 · 任务依赖 · 任务图模型
建模参数
04
调度算法基础
RMS / DMS · EDF / LLF · 调度可行性分析
算法优先级
05
单核到多核的挑战
资源竞争 · 锁与死锁 · 缓存冲突 · 核间通信开销
挑战并发
06
全局调度策略
全局EDF · 全局RMS · 负载均衡 · 迁移开销分析
全局负载
07
分区调度策略
分区EDF/RMS · First-Fit · Best-Fit · Worst-Fit
分区分配
08
混合调度策略
半分区调度 · 簇调度 · 层级调度框架
混合框架
09
任务分配算法
贪心 · 遗传 · 模拟退火 · 启发式搜索
优化元启发
10
实时同步协议
优先级继承(PIP) · 优先级天花板(PCP) · 栈资源协议(SRP)
同步协议
11
资源共享与锁机制
自旋锁 · 互斥锁 · 读写锁 · 无锁数据结构
锁并发
12
缓存感知调度
缓存分区 · 锁定 · 着色 · 预热
缓存优化
13
内存管理
实时分配器 · 内存池 · DMA一致性 · 虚拟内存实时问题
内存实时
14
中断处理
中断优先级 · 嵌套 · 负载均衡 · 中断线程化
中断实时
15
时间同步
全局时钟 · 漂移补偿 · TTP · TTEthernet
时钟同步
16
实时操作系统 (RTOS)
FreeRTOS · VxWorks · QNX · RT-Linux 调度对比
RTOS对比
17
多核RTOS设计
核间通信(IPC) · 核间中断(IPI) · 共享资源管理
多核IPC
18
性能分析工具
响应时间分析 · WCET估算 · 调度点分析
分析WCET
19
可调度性测试
利用率测试 · 响应时间测试 · 模拟与仿真
测试验证
20
能耗感知调度
DVFS · 任务合并 · 空闲管理 · 热管理
能耗DVFS
21
容错调度
时间/空间冗余 · 检查点 · 故障恢复
容错可靠性
22
混合关键性系统
关键性等级 · 关键性感知调度 · 分区与隔离
关键性隔离
23
虚拟化技术
Xen/KVM · 虚拟CPU调度 · I/O虚拟化
虚拟化Hypervisor
24
GPU与加速器调度
GPU任务模型 · CUDA流调度 · FPGA分配
GPU加速器
25
分布式实时系统
分布式调度 · 全局时钟 · 分布式共享内存
分布式时钟
26
实时网络协议
CAN · TTP · AFDX · TSN时间触发
网络时间触发
27
机器学习在调度中的应用
强化学习调度器 · 预测执行时间 · 自适应调度
ML强化学习
28
案例分析：自动驾驶
传感器融合 · 规划 · 控制的多核调度
案例自动驾驶
29
案例分析：工业机器人
工业机器人控制系统的实时任务分配
案例机器人
30
未来趋势
异构计算 · Chiplet · 量子计算与实时系统
前沿异构