[发明专利]一种基于模型和动态分析的多核系统实时性评估方法

权利要求书

1.一种基于模型和动态分析的多核系统实时性评估方法，其特征在于，包括：

步骤1，获得嵌入式多核系统的资源参数，包括核心的数量、缓存命中率以及核心所共享的计算资源的类型；明确任务的产生方式；根据产生的任务，给定多核处理器的调度方式；给定IO的使用策略；明确任务对共享资源片上总线的使用状态，以及任务对共享资源使用状态相互之间的关系；

步骤2，为嵌入式多核系统的任务执行过程建立petri-net模型，该模型包括四个部分：任务产生模块、任务等待队列、任务的处理和服务模块、完成任务列表；

步骤3，通过下面公式来模拟cache命中率c_h；

其中，设总线读入阶段所占用的时间t_r服从参数为λ的指数分布，由于cache导致的总线隐式通信阶段所占用的时间t_ic服从参数为a,b的均匀分布；

步骤4，当总线处于空闲时能接收任务的访问，当总线处于忙碌时说明有任务在占用资源并且和资源同步处于该状态；当任务处于读入阶段时，读入的时间服从参数为λ的指数分布；当任务处于隐式通信阶段时，隐式通信的时间长度是固定的，隐式通信的次数服从参数a,b的均匀分布；

步骤5，在设定的时间内运行模型，在运行过后进行实时性分析。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的任务的产生方式，有两种，第一种是给定任务集合，第二种是随机产生任务；对于第一种分析该任务集合实时性的满足情况；对于第二种给定单位时间内任务到来的分布，如果不指定任务到来的分布，默认采用泊松分布。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的任务对总线的使用状态，分为空闲、读入、隐式通信和写出；空闲状态将转移到写入状态；写入状态完毕之后将转移到隐式通信状态；隐式通信状态将转移到写出阶段，或者转移到隐式通信状态本身；写出状态将转移到空闲状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的任务，包括如下属性：

任务的类型JobType，取决于任务的优先级；

任务的当前时间At；

核心Core，为将执行任务的核心；

任务的开始时间StartAt；

缓存失效率cacheMiss；

任务将遇到的下一个阶段phase，取值包括完成F、读取R、计算C和写入W。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的任务产生模块的建模方法包括：设置使能模块Init库所和Init变迁，控制任务产生模块工作的开始；设置任务产生间隔控制库所Next_Job；任务产生变迁Job_Arrival，实现两个功能，一个是通过函数newjob产生新任务，另一个是通过函数output输出任务。

6.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述的任务的处理和服务模块，其内部变迁过程是：从任务等待队列中依次接收任务，根据任务的核心属性转发给对应核心的分发库所；核心的分发库所将任务发给核心缓存的任务队列，确保任务是先进先出；设置两个库所busy、idle及二者之间的变迁idleTobusy、busyToidle，四者组合完成的功能是，当一个任务被核心缓存处理时，拒绝任何其他任务被该核心缓存处理，四者组合像一个开关，只有该核心完成当前的任务后，开关才恢复到空闲状态；任务被核心抢占后排队Queue2，以抢占总线资源；变迁Start决定总线能被使用的时间，当Queue2中的一个任务令牌通过Start变迁时，根据任务的阶段属性phase使用总线，当任务处于计算阶段时，总线状态为隐式通信。