時(shí)間可預(yù)測(cè)的編程框架.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)和軟件技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于工廠自動(dòng)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(shí)時(shí)系統(tǒng)中，任務(wù)的時(shí)間確定性尤為重要。如何在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中加入時(shí)間約束，并在運(yùn)行過程中確保時(shí)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(shí)間語義用于描述系統(tǒng)的時(shí)間約束，解決了傳統(tǒng)編程模型難以明確表達(dá)時(shí)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(wù)的時(shí)間約束，功能部分仍沿用進(jìn)程/線程模型。功能設(shè)計(jì)和控制設(shè)計(jì)采用不同的抽象，進(jìn)程/線程模型不具備刻畫任務(wù)時(shí)間屬性的能力，使得LET控制邏輯無法直轉(zhuǎn)換成進(jìn)程/線程模型中的運(yùn)行設(shè)計(jì)，時(shí)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(wù)組成，服務(wù)之間顯式地進(jìn)行交互，不存在不確定的同步或競(jìng)爭(zhēng)。服務(wù)的運(yùn)行過程比進(jìn)

3、程/線程模型中任務(wù)的運(yùn)行過程更具有確定性和可控性，和進(jìn)程/線模型相比，SEFM系統(tǒng)模型更能直接地表達(dá)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(shí)現(xiàn)控制邏輯，用SEFM操作系統(tǒng)模型的實(shí)現(xiàn)功能設(shè)計(jì)，并在LET和SEFM的基礎(chǔ)上做了改進(jìn)，形成了更靈活的控制模型以及時(shí)間觸發(fā)的、協(xié)作式的功能模型，能更好地確保程序的實(shí)際運(yùn)行過程遵循控制邏

4、輯。
　　Timed SEFM對(duì)TDL和HTL中提出的模塊(Module)進(jìn)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(shí)簡(jiǎn)化了可調(diào)度性分析;還引入了服務(wù)組合的概念，任務(wù)由多個(gè)獨(dú)立的服務(wù)組合而成，使任務(wù)的運(yùn)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(dá)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(shí)際運(yùn)行過程