嵌入式實時系統(tǒng)被應(yīng)用到各種安全關(guān)鍵的場景,此類系統(tǒng)通過監(jiān)控物理環(huán)境的變化以及獲取系統(tǒng)自身的反饋信息,實現(xiàn)自動控制過程。實時系統(tǒng)不僅要求滿足功能需求,還要滿足嚴格時限需求。然而,軟件不確定并發(fā)執(zhí)行以及高性能體系結(jié)構(gòu)帶來系統(tǒng)行為不可預測的問題,使得系統(tǒng)驗證的復雜度升高,驗證成本增加。因此,時間可預測模型,框架,以及相關(guān)實現(xiàn)技術(shù)成了目前嵌入式實時系統(tǒng)領(lǐng)域的熱點研究課題之一。本文分析了嵌入式實時系統(tǒng)時間行為,構(gòu)建了不同應(yīng)用條件下的時間可預測模型和編程框架,并研究了基于軟硬件結(jié)合技術(shù)的模型實現(xiàn)優(yōu)化方案,為時間可預測模型的理論和實踐研究工作提供了有意的參考。具體研究成果如下:(1)研究了嵌入式實時系統(tǒng)時間行為,綜合調(diào)研和分析了現(xiàn)有的時間模型,總結(jié)了現(xiàn)有時間模型的特點以及不足,并指出了針對不同應(yīng)用條件下的問題以及研究點,為之后的工作奠定了基礎(chǔ)。(2)總結(jié)了時間可預測性編程模型特征,并分析了該模型在對復雜任務(wù)(允許內(nèi)部同步點)建模時的不足,從而提出基于服務(wù)體模型的時間可預測模型。在我們提出的模型中,設(shè)計實現(xiàn)合理高效的并發(fā)任務(wù)時序映射規(guī)則,并基于時間觸發(fā)機制實現(xiàn)運行時系統(tǒng)確保任務(wù)時序行為與模型定義的時序... 

【文章來源】：中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：159 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

有界執(zhí)行時間模型

２．零執(zhí)行時間模型??零執(zhí)行時間模型（Ｚｅｒｏ?Ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ?Ｔｉｍｅ?Ｍｏｄｅｌ）基于同步假設(shè)實現(xiàn)，即假??設(shè)任務(wù)的執(zhí)行過程（從輸入到輸出）的執(zhí)行時間為零，如圖１．２所示。在理論模型??層面，基于零執(zhí)行時間模型設(shè)計的并發(fā)任務(wù)由事件觸發(fā)釋放執(zhí)行，且要求滿足同??步假設(shè)。在實際物理層面，運行時系統(tǒng)將結(jié)合平臺性能相關(guān)參數(shù)對系統(tǒng)中并發(fā)任??務(wù)的實際執(zhí)行時間進行評估和驗證，判斷同步假設(shè)的語義是否得到滿足。在實際??的系統(tǒng)中，同步假設(shè)的語義滿足的條件將被放寬：事件觸發(fā)的任務(wù)只須在該事件??下次產(chǎn)生之前執(zhí)行完成。在本例子中，每個邏輯零時間對應(yīng)了物理時間中的１０??個時間單位，在下一個事件到達之前的所有并發(fā)任務(wù)都能執(zhí)行完成。零執(zhí)行時間??模型廣泛應(yīng)用于響應(yīng)式系統(tǒng)中

輸出的執(zhí)行時刻，消除任務(wù)輸入輸出的抖動，實現(xiàn)輸入輸出的時間可預測性�；�??于邏輯執(zhí)行時間模型實現(xiàn)的任務(wù)被劃分為三個獨立的執(zhí)行階段，包括輸入，計算??和輸出，如圖１．３所示。從模型層面來看，輸入和輸出須要滿足同步假設(shè)，即輸入??輸出行為必須瞬間執(zhí)行完成，任務(wù)的計算在輸入和輸出時刻之間完成。從物理時??間層面，輸入和輸出執(zhí)行過程允許抖動，但必須存在抖動上界，且抖動上界滿足??系統(tǒng)設(shè)計需求。任務(wù)的計算過程可被高優(yōu)先級任務(wù)搶占，但要求一定在輸出時刻??６??


本文編號：2939154