计算机研究与发展

作者：汪超,陈香兰,章博,李曦,王超,周学海,

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,

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-timemachine,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-triggeredinstructionset)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-timeprocessingunit,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(logicalexecutiontime,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.

来源：2021年第6期

《计算机研究与发展》期刊编辑部

查看计算机研究与发展杂志2021年第6期