5、系统级别设计的 RTOS建模

系统级别设计的 RTOS建模

1. 引言

在现代系统设计中，实时操作系统（RTOS）的重要性日益凸显。RTOS不仅在实现阶段起到关键作用，而且在系统设计的早期阶段也扮演着至关重要的角色。然而，传统的RTOS实现过于具体，难以直接应用于高级系统模型。与此同时，现有的系统级设计语言（SLDL）在RTOS建模方面存在不足。为了解决这一问题，本篇文章介绍了一种高级RTOS模型，旨在系统级设计中有效建模多任务系统的动态行为。

2. 背景与动机

随着系统级芯片（SoC）设计的复杂性和上市时间压力的增加，提高抽象级别被认为是提高生产力的关键。系统级设计语言（SLDL）和相关方法论已经在系统设计中广泛应用。然而，大多数SLDL对嵌入式软件中的动态实时行为支持不足，而这些行为对设计质量有着重要影响。在实现中，这些行为通常由RTOS提供。在设计早期阶段使用详细的RTOS实现违背了抽象系统模型的目的。因此，需要一种方法在系统级模型中捕捉抽象化的RTOS行为。

3. 提出的解决方案

为了解决这一设计挑战，我们引入了一个高级RTOS模型，该模型基于现有的SLDL实现，并且不需要特定的语言扩展。这个模型支持现代RTOS中的关键概念，如任务管理、实时调度、抢占、任务同步和中断处理。此外，它只需要最小的建模努力，包括细化和仿真开销。我们的模型可以集成到现有的系统级设计流程中，以准确评估潜在的系统设计（例如，关于定时约束），从而实现早期和快速的设计空间探索。

3.1 模型特点

我们的RTOS模型具备以下几个显著特点：

• 任务管理 ：支持任务创建、终止、挂