空间碎片探测软件的并行化及WCRT分析.pdf

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1、空间碎片探测软件的并行化及WCRT分析康少华2015年1月中图分类号：UDC分类号：空间碎片探测软件的并行化及WCRT分析作者姓名康少华学院名称计算机学院指导教师古志民教授答辩委员会主席***教授申请学位工学硕士学科专业计算机科学与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月ParallelizationandWCRTAnalysisofSpaceDebrisDetector-DEBIECandidateName：KangShaohuaSchoolorDepartment:ComputerScienceandTechnologyFac

2、ultyMentor:Prof.GuZhiminChair,ThesisCommittee：Prof.*****DegreeApplied:MasterofPhilosophyMajor：ComputerScienceandTechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其它人已经发表或撰写

3、过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要传统的嵌入式系统大多数基于单核处理器架构,随着低功耗多核技术的发展,传统的单核处理器正在被多核处理器所取代。DEBIE是一款由PatriaFinavitec和UniSpaceKent联合开发的空间碎片探测器串行软件，目前急需移植到这种低功耗的多核处理器应用架构上来。然而，由于存在着多核共享资源的冲突和干扰，这类移植主要面临两大

4、技术难点：一是如何对多硬实时任务进行有效的并行化；二是如何保障多硬实时任务在各自的时间截止期内被有效执行，即最坏情况执行时间（WorstCaseExecuteTime,WCET）分析问题，从而保证硬实时任务调度的安全性。本文主要完成了下面的三个工作：第一对DEBIEbenchmark进行了处理单元划分及其关系分析，以多线程方式进行了并行化实现，并给出了相应的MSC(MessageSequenceChart)语义图。第二针对低功耗多核架构下的处理单元任务，优选出共享缓存划分的最佳配置方式，并提出了并行DEBIE的最坏情况响应时间(WorstCas

5、eResponseTime,WCRT)计算方法。第三通过实验证明了本文的并行化方法的有效性。实验结果表明并行DEBIE在I7和Q6600两台不同机器上的加速比分别为1.26和1.33；在最坏情况下的加速比最大为2.03。关键词：最坏情况响应时间；并行化；多任务；缓存划分I北京理工大学硕士学位论文AbstractMostofthetraditionalembeddedsystemsarebasedonsingle-coreprocessorarchitecture.Withthedevelopmentoflow-powermulti-corete

6、chnology,thetraditionalsingle-coreprocessorsarebeingreplacedbymulti-coreprocessors.DEBIEisaprogramofspacedebrisdetectordevelopedbyPatriaFinavitecandUniSpaceKent.Itisurgentlyneededtobemigratedtolow-powermulti-coreprocessor.However,becauseoftheconflictandinterferenceofsharedre

7、sources,thisworkhastwomainlytechnicaldifficulties.Thefirstishowtomakeparallazationofhardreal-timetaskseffective;thesecondishowtoguaranteethatthehardreal-timetasksmustterminateintherespectiveperiodoftime,whichistheproblemoftheWCET(WorstCaseExecutionTime)analysisoftheprogram,t

8、hus,canensurethesafetyofhardreal-timetasksschedulingInthispaper,threeworksa