[發明專利]一種基于模型和動態分析的多核系統實時性評估方法

有效

• 申請號: 201711192032.6
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN108009074B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 王世海;李垚男;劉斌
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F11/34
• 分類號: G06F11/34
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 祗志潔

1.一種基于模型和動態分析的多核系統實時性評估方法，其特征在于，包括：

步驟1，獲得嵌入式多核系統的資源參數，包括核心的數量、緩存命中率以及核心所共享的計算資源的類型；明確任務的產生方式；根據產生的任務，給定多核處理器的調度方式；給定IO的使用策略；明確任務對共享資源片上總線的使用狀態，以及任務對共享資源使用狀態相互之間的關系；

步驟2，為嵌入式多核系統的任務執行過程建立petri-net模型，該模型包括四個部分：任務產生模塊、任務等待隊列、任務的處理和服務模塊、完成任務列表；

步驟3，通過下面公式來模擬cache命中率c_h；

其中，設總線讀入階段所占用的時間t_r服從參數為λ的指數分布，由于cache導致的總線隱式通信階段所占用的時間t_ic服從參數為a,b的均勻分布；

步驟4，當總線處于空閑時能接收任務的訪問，當總線處于忙碌時說明有任務在占用資源并且和資源同步處于該狀態；當任務處于讀入階段時，讀入的時間服從參數為λ的指數分布；當任務處于隱式通信階段時，隱式通信的時間長度是固定的，隱式通信的次數服從參數a,b的均勻分布；

步驟5，在設定的時間內運行模型，在運行過后進行實時性分析。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的任務的產生方式，有兩種，第一種是給定任務集合，第二種是隨機產生任務；對于第一種分析該任務集合實時性的滿足情況；對于第二種給定單位時間內任務到來的分布，如果不指定任務到來的分布，默認采用泊松分布。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的任務對總線的使用狀態，分為空閑、讀入、隱式通信和寫出；空閑狀態將轉移到寫入狀態；寫入狀態完畢之后將轉移到隱式通信狀態；隱式通信狀態將轉移到寫出階段，或者轉移到隱式通信狀態本身；寫出狀態將轉移到空閑狀態。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的任務，包括如下屬性：

任務的類型JobType，取決于任務的優先級；

任務的當前時間At；

核心Core，為將執行任務的核心；

任務的開始時間StartAt；

緩存失效率cacheMiss；

任務將遇到的下一個階段phase，取值包括完成F、讀取R、計算C和寫入W。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的任務產生模塊的建模方法包括：設置使能模塊Init庫所和Init變遷，控制任務產生模塊工作的開始；設置任務產生間隔控制庫所Next_Job；任務產生變遷Job_Arrival，實現兩個功能，一個是通過函數newjob產生新任務，另一個是通過函數output輸出任務。

6.根據權利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述的任務的處理和服務模塊，其內部變遷過程是：從任務等待隊列中依次接收任務，根據任務的核心屬性轉發給對應核心的分發庫所；核心的分發庫所將任務發給核心緩存的任務隊列，確保任務是先進先出；設置兩個庫所busy、idle及二者之間的變遷idleTobusy、busyToidle，四者組合完成的功能是，當一個任務被核心緩存處理時，拒絕任何其他任務被該核心緩存處理，四者組合像一個開關，只有該核心完成當前的任務后，開關才恢復到空閑狀態；任務被核心搶占后排隊Queue2，以搶占總線資源；變遷Start決定總線能被使用的時間，當Queue2中的一個任務令牌通過Start變遷時，根據任務的階段屬性phase使用總線，當任務處于計算階段時，總線狀態為隱式通信。