任务最坏执行时间分析与任务调度检测仿真工具的实现

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随着社会的发展,计算机的应用已经渗透到了人们经济生活中的各个方面,特别是嵌入式系统的应用正在不断的从军工设备向企业设备以及普通的家用设备转移。这种发展趋势使得嵌入式软件的复杂度以及规模都在不断增长,从而导致了开发时间和费用的不断增长,寻找到一种新的能够提高开发效率的嵌入式软件开发模式是当前研究的重点。由于在嵌入式软件开发中的绝大部分错误是在需求分析的早期阶段引入的,这些错误将随着开发的深入逐渐放大,而且这些错误发现得越晚,对其进行修改所需付出的代价也越大。所以在嵌入式软件开发的早期阶段就发现问题,对于节省嵌入式软件开发时间起着至关重要的作用。本文就致力于在嵌入式实时系统开发的早期阶段,检测系统内任务模型的可调度性。为了检测嵌入式实时系统内任务模型的可调度性,首先应该得到任务的最坏执行时间信息,只有在得到任务最坏执行时间前提下,才能分析任务的可调度性。所以在本文的前一部分,重点讨论了如何采用静态分析的方法来计算任务的最坏执行时间(Worst Case Execution Time,WCET)。采用此方法可以避免传统动态测量方法的各种弊端,如消耗时间长,结果不准确等,使得到的结果更加安全和准确。在得到任务的最坏执行时间后,就可以开展对任务的可调度性检测工作了,在论文的后半部分,详细介绍了一款嵌入式任务调度检测仿真工具(SchedulingCheck&Simulate Tool,SCST)的使用以及开发过程。该工具可以对嵌入式系统模型进行比较准确和快速的可调度性检测,而且能够以甘特图的形式对系统内任务的执行过程进行仿真。本人在工具开发过程中主要负责系统模型和任务模型的建立以及调度算法的设计。本文最后采用静态分析的方法对一些基准程序进行了分析,并用所得到的结果与真实值做对比,验证了分析的精确性;然后用SCST检测了几个任务模型的用例,并与国外同类型软件TIMES作分析结果对比,验证了此工具的高效性和准确性。最后总结了在课题研究中所遇到的问题和困难,指出了分析方法和工具的不足之处以及可以改进的地方。
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