30、应用映射与调度问题解析

应用映射与调度问题解析

在系统设计中，将应用程序映射到可用的硬件平台是关键的设计步骤。我们不仅要将应用程序映射到处理器，还要确定其特定的执行时间，这可以通过适当的调度技术来实现。在设计阶段做出合理的调度决策，能够为系统提供时间保证。

1. 设计问题阐述

在简化的设计流程中，应用到执行平台的映射是重要的一环。以手机为例，我们期望在使用蓝牙将音频信号传输到耳机的同时进行通话，还能在个人信息管理器中查找信息，甚至同时进行文件传输或视频连接。为确保这些应用程序能协同工作并按时完成任务（如不丢失音频样本），需要对用例进行分析。

嵌入式和网络物理系统的设计具有硬件和软件需同时考虑的特点，这种设计方式也被称为硬件/软件协同设计。其总体目标是找到硬件和软件的最佳组合，以实现满足规格要求的最高效产品。因此，嵌入式系统不能仅通过考虑行为规格的综合过程来设计，还必须考虑可用的组件。由于嵌入式系统的复杂性不断增加以及严格的上市时间要求，组件的复用不可避免，这催生了基于平台的设计理念。

基于平台的设计中，平台是满足一组约束条件的架构家族，允许硬件和软件组件的复用。硬件平台还需结合平台应用程序编程接口（API），将平台扩展到应用程序软件。平台是一个抽象层，涵盖了对底层的多种可能细化。基于平台的设计是一种中间相遇的方法，在自上而下的设计流程中，设计师将上层平台的实例映射到下层实例，并传播设计约束。

映射是一个迭代过程，性能评估工具会指导下一次分配。在实际设计中，即使是基于平台的设计，也可能有多种设计选项，如不同的平台变体，包括处理器数量、速度和通信架构的差异，以及不同的调度策略。因此，我们面临的映射问题可定义如下：
- 已知条件