面向WCET分析的实时多核体系结构研究-论文.pdf

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1、CN43—1258／TP计算机工程与科学第36卷第3期2014年3月ISSN1007—130XComputerEngineering＆ScienceVo1．36，No．3．Mar．20l4文章编号：1007—130X(2014)03—0393—06面向WCET分析的实时多核体系结构研究陈芳园，丁亚军，张冬松。，吴飞。，任秀江(1．江南计算技术研究所，江苏无锡214083；2．中国人民解放军镇江船艇学院，江苏镇江2120003．上海工程技术大学电子电气工程学院，上海201620)摘要：随着工艺技术的发展以及嵌入式实时应用范

2、围的不断扩大和需求的不断提升，多核处理器必将凭其高性能和低功耗特性应用到嵌入式实时领域中。但是，多核处理器体系结构很难甚至无法满足实时系统的实时限制和对WCET的可预测性要求。从多核中的共享资源入手，分析多核中的片上共享资源(共享Cache、片上互连)和片外共享资源(片外存储)对WCET分析的影响，探讨了各种干扰下的WCET分析方法。介绍了两种多核WCET分析模型：多核静态WCET分析模型和多核混合WCET分析模型；同时，针对嵌入式实时应用提出了多核设计原则。关键词：多核体系结构；嵌入式实时系统；实时任务；WCET中图分

3、类号：TP303文献标志码：Adoi：10．3969／i．issn．1007—13OX．2O14．03．003Researchofreal-timemulti--corearchitectureforWCETanalysisCHENFang—yuan，DINGYa—jun，ZHANGDong—song，WUFei。，RENXiu—jiang(1．JiangnanInstituteofComputingTechnology，Wuxi214083；2．ZhenjiangWatercraftCollegeofPIA，Zhenj

4、iang212000；3．CollegeofElectronicandElectricalEngineering，ShanghaiUniversityofEngineeringScience，Shanghai201620，China)Abstract：Withthedevelopmentoftechnologyandtheincreasinggrowthofapplicationsandrequire—mentsinembeddedreal—timesystems，multi—coreprocessorswillbead

5、optedinembeddedreal—timesvS—ternsforitshighperformanceandlowpowerfeatures．However，themulti—corearchitectureishard，e—venimpossibletosatisfytherequirementofreal—timeandthepredictabilityofWCET．Startingwiththesharedresources，weanalyzetheinfluenceofon—chipsharedresour

6、cesandoff-chipresourcesonWCETanalysis，anddiscussvariousWCETmethods．TWOWCETmodelsareintroduced：multi—corestaticWCETmodeIandmulti—corehybridWCETmode1．AtIast，themulti—coredesignruleforthereal—timeapplicationisproposed．Keywords：multi—corearchitecture；embeddedreal—tim

7、esystem；real—timetask；WCET远程通讯、空间系统、医疗图像和消费类电子设备1引言等。这些领域的发展迫切需要提供性能更强大、操作更灵活、效能比更高的微处理器系统，以满足实现实世界的实际需求促进了实时系统的产生时应用的需求。而当今处理器市场中的片上多核和发展，随着电子技术和计算机技术的飞速发展，处理器_1已以其强大的优势成为主流，其多核结构实时系统的应用范围也在不断扩大，如汽车、航空、也必将应用到嵌入式实时系统，以满足实时系统日收稿日期：2013-10l2；修回日期：2O13—12—2O基金项目：国家自

8、然科学基金资助项目(61272097)；上海市教委科研创新重点基础研究项目(12ZZ182)通信地址：214083江苏省无锡市江南计算技术研究所Address：JiangnanInstituteofComputingTechnology，Wuxi214083，Jiangsu，P．R．China394ComputerE