《多核實時系統中共享資源管理與分析技術研究》是依託東北大學，由呂鳴松擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多核實時系統中共享資源管理與分析技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：呂鳴松
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
隨著實時系統複雜度的日益提高，傳統單核處理器已經無法滿足性能、功耗等方面的要求，因此多核處理器套用於實時系統已經成為必然趨勢。但是多核系統中大量存在軟、硬體共享資源，造成並行任務之間存在大量細粒度的訪問衝突。如果不能夠對共享資源進行有效的管理和精確的分析，將嚴重影響實時系統的時間可預測性，導致任務接受率大大降低，多核處理器的性能優勢將無法得到發揮。基於上述問題和當前研究存在的不足，本項目著力研究多核並行任務WCET敏感性分析技術，研究多核實時系統軟、硬體共享資源管理機制與策略，研究衝突抽象建模與多核WCET分析技術，並將共享資源管理機制與策略的設計和任務的時間特性分析集成在一個統一的設計方法學框架中，以提高設計質量和分析精度，從而最終達到提高多核實時系統任務接受率的根本目標。
結題摘要
多核處理器套用於實時系統已經成為必然趨勢。但是多核系統中大量存在軟、硬體共享資，造成並行任務之間細粒度的訪問衝突。如不能夠對共享資源進行有效管理和精確分析，將嚴重影響實時系統的時間可預測性，導致任務接受率大大降，多核處理器的性能優勢將無法得到發揮。針對這一問題與現狀，本課題在多核實時系統的設計與分析方面開展了大量研究，主要研究內容與成果包括：（1）對近30年來的Cache行為分析研究進行了綜述；（2）提出了一種結合抽象解釋與模型檢驗的並行程式時間分析技術，該技術能夠有效的建模共享資源的訪問衝突、支持基於有向圖的任務模型、能夠對任務的同步進行建模，從而實現精確分析；（3）提出了一種新型Cache Persistence分析技術，為提高多核共享資源環境下程式中循環體的精確分析提供了新的方法和思路；（4）研究了MRU Cache替換策略下程式的平均性能與最壞性能並提出了新的分析方法；（5）研究了FIFO Cache替換策略下程式最壞性能的分析問題並提出了新的分析方法，以上兩項工作在學術領域屬於突破性工作，使得Cache分析與設計的研究更加貼近實際系統；（6）在多核共享資源管理方面，提出了面向Intel Ivy Bridge體系結構的Cache替換策略偵測技術；（7）研究和實現了基於頁著色技術的多核共享存儲體系結構管理技術；（8）設計並實現了一個多核並行程式時間分析工具，基於Linux作業系統實現了對多核共享Cache和共享記憶體的劃分管理，該分析工具與運行時系統共同構成了一個多核實時系統設計與分析的整體框架。以上研究工作的開展，為多核共享資源的管理與分析提供了一些創新性的理論和技術，一定程度上能夠推動多核處理器在實時系統中的套用。
