179北京智芯微电子科技有限公司实验室开放基金资助收稿日期:2022-01-11;修回日期:2022-12-30北京大学学报(自然科学版)第59卷第2期2023年3月ActaScientiarumNaturaliumUniversitatisPekinensis,Vol.59,No.2(Mar.2023)doi:doi:10.13209/j.0479-8023.2023.013一种保障实时系统时间约束的处理器指令扩展赵秀嘉1,2李雷3刘先华1,2,†1.北京大学计算机学院,北京100871;2.北京大学微处理器及系统教育部工程研究中心,北京100871;3.北京智芯微电子科技有限公司,北京100192;†通信作者,E-mail:liuxianhua@pku.edu.cn摘要采用软硬件协同技术,通过必要的硬件语义实现资源隔离,基于高效的任务调度保障不同关键级别任务满足时间约束,是当前混合关键系统设计的有效方法之一。本研究基于时序可预测的细粒度多线程处理器FlexPRET,扩展设计实现时序指令,并分别在硬件和编译器中添加对扩展指令的支持,使得程序在代码中对最大执行时间进行时序约束语义描述。实验评测表明,所实现的扩展指令可为用户提供更精细的时序控制。关键词指令扩展;实时系统;混合关键系统;最坏执行时间InstructionExtensionEnsuringTimeConstraintsinRealTimeProcessorZHAOXiujia1,2LILei3LIUXianhua1,2,†1.SchoolofComputerScience,PekingUniversity,Beijing100871;2.EngineeringResearchCenterofMicroprocessor&System,PekingUniversity,Beijing100871;3.BeijingSmart-ChipMicroelectronicsTechnologyCo.,Ltd.,Beijing100192;†Correspondingauthor,E-mail:liuxianhua@pku.edu.cnAbstractHardwaresoftwarecooperationisoneoftheeffectivemethodsforthedesignofmixedcriticalitysystem,whichrealizeresourceisolationbynecessaryhardwaresemantics,andensurethatdifferentcriticaltasksmeettimeconstraintsbasedonefficientthreadscheduling.Basedonafine-grainedmultithreadedprocessorFlexPRET,thispaperdesignsandimplementssometemporalinstructionextensions,andrealizesrelevantsupportsintheprocessorandcompilerrespectively,sothattheprogramcandescribethetimingconstraintsemanticsoftheworst-caseexecutiontime.Experimentsshowthattheextendedinstructionscanprovideuserswithmoreaccuratetimingcontrol.Keywordsinstructionextension;real-timesystem;mixedcriticalitysystem;worst-caseexecutiontime实时系统指系统行为的正确性不仅取决于计算的逻辑结果,还取决于结果产生的时间的...
