時間可預測的編程框架.pdf

1、隨著計算機硬件技術(shù)和軟件技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式實時系統(tǒng)被廣泛應用于工廠自動化、醫(yī)療設(shè)備、航空航天等安全關(guān)鍵的行業(yè)。在這些實時系統(tǒng)中，任務的時間確定性尤為重要。如何在系統(tǒng)設(shè)計過程中加入時間約束，并在運行過程中確保時間約束被滿足成為重要的研究課題。
　　Henzinger提出了LET(Logical Execution Time)編程模型，模型引入了明確的時間語義用于描述系統(tǒng)的時間約束，解決了傳統(tǒng)編程模型難以明確表達時間屬性的問題。該

2、模型用協(xié)作式的控制語義描述控制邏輯和任務的時間約束，功能部分仍沿用進程/線程模型。功能設(shè)計和控制設(shè)計采用不同的抽象，進程/線程模型不具備刻畫任務時間屬性的能力，使得LET控制邏輯無法直轉(zhuǎn)換成進程/線程模型中的運行設(shè)計，時間屬性也不能得到很好的保障。
　　SEFM(Servent/Exe-flow)是一種新的操作系統(tǒng)模型。在SEFM操作系統(tǒng)模型中程序由一組服務組成，服務之間顯式地進行交互，不存在不確定的同步或競爭。服務的運行過程比進

3、程/線程模型中任務的運行過程更具有確定性和可控性，和進程/線模型相比，SEFM系統(tǒng)模型更能直接地表達LET模型的控制語義。
　　本文將LET編程模型和SEFM操作系統(tǒng)模型結(jié)合在一起，形成了一種新的編程模型(Timed SEFM):用LET模型的概念實現(xiàn)控制邏輯，用SEFM操作系統(tǒng)模型的實現(xiàn)功能設(shè)計，并在LET和SEFM的基礎(chǔ)上做了改進，形成了更靈活的控制模型以及時間觸發(fā)的、協(xié)作式的功能模型，能更好地確保程序的實際運行過程遵循控制邏

4、輯。
　　Timed SEFM對TDL和HTL中提出的模塊(Module)進行了重定義，引入了模式切換周期的概念，使模式切換更具有確定性的同時簡化了可調(diào)度性分析;還引入了服務組合的概念，任務由多個獨立的服務組合而成，使任務的運行更具有可控性;Timed SEFM編譯之后直接形成一組觸發(fā)器，該組觸發(fā)器完整地表達了程序的控制邏輯，和Giotto、TDL、HTL等語言相比，省去了用E machine解釋E code的過程，使實際運行過程