3、软嵌入式实时系统的形式化综合与控制

软嵌入式实时系统的形式化综合与控制

1. 引言

随着软嵌入式实时系统（SERTS）以家用电器、互联网设备、个人助理、可穿戴计算机、通信设备和交通设施等形式融入我们的日常生活，我们面临着系统复杂性不断增加、上市时间不断缩短以及对软实时应用需求不断增长的问题。这些因素推动了对可用于综合和控制 SERTS 的实用形式化方法的需求。

我们的目标系统是多媒体服务器、通信网络、电信设备、家用电气设备和信息设备等软实时系统。这些系统可以容忍一定阈值内的截止时间错过情况，并非每个截止时间都必须满足，只需满足大多数截止时间即可。此外，截止时间本身可以指定为一个时间间隔 (α, β)，如果系统任务在不早于 α 且不晚于 β 的时间内完成执行，则该任务不会错过其截止时间。

设计 SERTS 涉及两个主要问题：
- 有界内存执行 ：处理器执行任何软件进程时，不能拥有无限的内存空间。在嵌入式系统中，这一问题更为突出，因为嵌入式系统通常仅安装几百千字节的内存。因此，SERTS 必须尽可能少地使用内存。
- 软实时约束 ：处理器可能需要执行多个具有优先级和时间约束的并发任务。因此，SERTS 通常由多个软并发实时任务组成。

我们的形式化模型基于最近提出的时间自由选择 Petri 网（TFCPN），它是时间 Petri 网的一个子类。为解决上述两个问题，我们提出的方法包括以下两个阶段：
- 准静态数据调度（QSDS） ：此调度阶段确保嵌入式实时应用在执行时不需要无限的内存，因为嵌入式实时系统的嵌入式内存有限。
- 触发间隔