實時嵌入式系統(tǒng)在各個工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。本文主要關(guān)注汽車、航空等安全關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域。以汽車領(lǐng)域為例,下一代汽車的電氣化、智能化與自動化的大趨勢,導(dǎo)致汽車電氣電子系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜度日益增長,現(xiàn)代高端汽車的電子系統(tǒng)已經(jīng)成為一個包含數(shù)十甚至上百個電控單元(ECU)、通過多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不同的總線互聯(lián)的復(fù)雜分布式系統(tǒng)。系統(tǒng)的設(shè)計、分析與開發(fā)具有較高挑戰(zhàn)性,需要考慮多種需求與約束,包括:多個不同安全級別的應(yīng)用共存,形成混合關(guān)鍵性系統(tǒng),需要同時通過多個級別的安全認(rèn)證;系統(tǒng)硬件資源由于成本與功耗的原因而較為受限;安全關(guān)鍵應(yīng)用具有硬實時性需求,必須嚴(yán)格滿足截止期;安全關(guān)鍵應(yīng)用需要較高的可靠性與容錯性,尤其需要防范惡劣環(huán)境中運(yùn)行時常見的軟錯誤;集成化異構(gòu)硬件平臺需要高性能低功耗的硬件協(xié)處理器,用于加速深度學(xué)習(xí)與其它算法的實時運(yùn)行。針對這些挑戰(zhàn),本文提出了一系列的設(shè)計優(yōu)化算法,包括:·安全關(guān)鍵的實時嵌入式系統(tǒng)必須同時滿足嚴(yán)格的時間約束以及很高的可靠性和容錯性要求。控制流檢測(CFC)通過在運(yùn)行時監(jiān)視和檢查程序的控制流來判斷運(yùn)行時的實際控制流是否偏離控制流圖,能有效地提高嵌入式系統(tǒng)的可靠性�，F(xiàn)有基于軟件的...

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1一個典型的高性能集成混合關(guān)鍵性系統(tǒng)

此不能依賴云端處理。為了提高ANN的計算性能，尤其是推斷階段性能，針對ANN的硬件加速器近年來在學(xué)術(shù)界與工業(yè)界均引起了廣泛關(guān)注。日益復(fù)雜的ADAS和自動駕駛應(yīng)用功能，以及硬件平臺的整合趨勢，導(dǎo)致了集成硬件平臺對運(yùn)算能力的巨大需求。為了達(dá)到高性能與低功耗的設(shè)計目標(biāo)，集成硬件平臺趨向....

圖2-1任務(wù)執(zhí)行時間的概率分布[1]

2相關(guān)工作我們首先介紹實時系統(tǒng)的基本背景知識，然后分別討論各個章節(jié)的具體相關(guān)工作。2.1實時系統(tǒng)背景知識如第1.1.3節(jié)提到，為了確保系統(tǒng)的實時性，設(shè)計者需要對任務(wù)、節(jié)點和系統(tǒng)三個層面的時間特性進(jìn)行分析。我們簡要描述這幾個層面的實時系統(tǒng)理論。2.1.1WCET分析與優(yōu)化單個任務(wù)的....

圖2-2控制流檢測插樁對程序執(zhí)行時間概率分布的影響

浙江大學(xué)博士學(xué)位論文2相關(guān)工作基本塊執(zhí)行時間的增量相似，這使程序執(zhí)行時間的概率分布曲線整體向右移動，同時大幅延長了程序的最差執(zhí)行時間WCETFCFC。相比之下，部分控制流檢測選擇性地對部分基本塊（尤其是不在WCEP上的基本塊）插樁。雖然這會導(dǎo)致程序ACET的增長....

圖2-3CCA無法檢測到的控制流錯誤[2]

內(nèi)部到另一個基本塊開頭或末尾的控制流錯誤，還能檢測一部分從一個基本塊的開頭或末尾到另一個基本塊的開頭或末尾的控制流錯誤。CCA在每個基本塊首尾進(jìn)行復(fù)雜的隊列操作，還需要根據(jù)隊列的長度判斷是否發(fā)生控制流錯誤，因此運(yùn)行時開銷較高。由于同一基本塊的后繼基本塊共享相同的CFID，這些后繼....

本文編號：3973245