【摘 要】
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实时嵌入式系统中的存储系统包括Cache,便笺存储器(SPM,ScratchpadMemory)与主存,它对于系统的实时性能与功耗均有较大影响,因此存储系统的优化算法对于提高系统性能与降低功耗十
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实时嵌入式系统中的存储系统包括Cache,便笺存储器(SPM,ScratchpadMemory)与主存,它对于系统的实时性能与功耗均有较大影响,因此存储系统的优化算法对于提高系统性能与降低功耗十分重要。近年来,新型的非易失性存储介质(Non-Volatile Memory, NVM)广受业界关注,在通用与实时系统设计中均有逐步取代传统内存的趋势。本文针对实时嵌入式系统中的存储系统优化与实时调度算法展开研究,针对不同的系统假设提出了多种优化算法,包括以下几项主要工作: 1) WCET限制下的数据分配优化算法 本文考虑的是单个实时程序中的数据变量在SPM和主存之间的分配问题。在程序的变量中,有些对于程序的WCET(最坏执行时间)影响较大,有些对于程序的平均能耗的影响较大。当分配方案的WCET达到最小值的时候,程序的平均能耗不一定能达到最小值,这时就需要对两个目标进行一定的权衡。我们的方法在满足给定的WCET上限的条件下,最小化内存访问所需的平均能耗。 2)基于NVM的SPM上的多任务数据分配算法 本文考虑的是多任务实时系统中的数据变量在基于NVM的SPM与主存之间的分配问题。该工作在满足用户给定的NVM使用寿命的限制条件下最小化系统CPU利用率。为了在NVM上实现有效的损耗均衡,我们不仅需要考虑每个变量是否分配在SPM上,还要考虑变量分配在SPM上的具体位置使之满足用户设定的NVM使用寿命上限。 3)基于PCM/DRAM的混合内存中的任务分配算法 本文考虑的是多任务实时系统中的任务在PCM+DRAM混合主存上的分配优化算法。与前两个工作不同,它是以任务为分配单位,在满足系统可调度性与NVM的持久性的条件下最小化内存访问能耗。 4)基于固定偏移量的全局多处理器调度的模型检测方法 以上工作均是基于单核处理器。针对运行于多核平台上的多任务实时系统,我们提出了一种用于多处理器全局调度算法的可调度性分析的模型检测方法,该方法能够提高分析的精确度和分析效率,比较适用于工业界。
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