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题名一种具有时间语义的实时处理器模型
被引量：6
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作者
汪超
陈香兰
章博
李曦
王超
周学海
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机构
中国科学技术大学计算机科学与技术学院
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出处
《计算机研究与发展》
EI
CSCD
北大核心
2021年第6期1176-1191,共16页
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基金
国家自然科学基金项目(61772482)。
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文摘
实时嵌入式系统是安全关键设备的计算与控制核心.为了保证系统的时间行为正确,要求其软硬件具有时序确定性和可预测性.而现代计算机系统的各个抽象层次均缺乏时间语义,无法满足硬实时安全性设计要求.针对指令集体系结构层次的基础设施缺乏时间语义的问题,尝试重新定义实时嵌入式系统的指令集和微体系结构.首先,提出一种具有时间语义的实时计算机体系结构模型——实时机(real-time machine,RTM).接着,参考时间触发自动机理论,构建具有时间语义的指令集——TTI(time-triggered instruction set)作为RTM的软硬件接口,并讨论TTI的时间语义完备性问题.最后,设计并实现了实时处理单元(real-time processing unit,RPU),通过理论分析与实验结果的对照得出RPU的时序确定性.逻辑执行时间(logical execution time,LET)编程模型是学术界广泛认可的实时编程范式,通过给出在RPU上运行LET任务集的示例,说明RTM和TTI的有效性.
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关键词
实时嵌入式系统
时间可预测性
实时机模型
时间语义指令集
实时处理器
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Keywords
real-time embedded system(RTES)
timing predictability
real-time machine(RTM)
timed instruction set
real-time processor
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分类号
TP332
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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题名基于RPU的TTI程序设计和分析方法
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作者
高银康
陈香兰
龚小航
蒋滨泽
李曦
周学海
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机构
中国科学技术大学计算机科学与技术学院
中国科学技术大学苏州高等研究院
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出处
《计算机研究与发展》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期98-119,共22页
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基金
国家重点研发计划项目(2017YFA0700900)
国家自然科学基金项目(62102383)。
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文摘
实时嵌入式系统不仅要保证计算结果的逻辑正确性,还要确保与外界交互的时序正确性,所以底层程序要能精确表达上层模型中的时间行为.TTI指令集(time-triggered instruction set)的提出尝试解决计算机指令集体系结构层次缺少时间语义的问题,并且基于TTI指令集实现的实时处理单元(real-time processing unit,RPU)证明了TTI指令集的可行性和有效性.但是目前的工作缺少对于TTI程序设计和分析方法的研究.所以,基于TTI指令集和RPU,提出了TTI指令集可以表达的4种时间语义,给出了TTI程序的设计范式.并且构建了TTI程序时间行为的表示方法——TFG+,TFG+是对TFG的扩展,TFG+区分了TTI程序中时间语义指令和普通代码段,可以表示TTI程序的控制流信息、用户规定的时间行为和TTI程序平台相关的时间属性.最后,提出了TTI程序的时间分析方法以及时间安全性检查方法,为TTI程序的设计和部署提供了依据.
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关键词
实时嵌入式系统
时间可预测性
时间语义指令集
实时处理器
WCET分析
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Keywords
real-time embedded system(RTES)
timing predictability
timed instruction set
real-time processor
WCET analysis
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分类号
TP332
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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