5、时间可预测计算与WCET分析工具

时间可预测计算与WCET分析工具

1. 时间可预测性的基础概念

1.1 时间模型稳定性与时间可预测性

时间模型稳定性的计算取决于我们所关注的具体时序行为类型。如果仅关注特定的时序不变量，如最坏情况执行时间（WCET），任务执行时间的可变性影响不大；但如果要预测动态系统优化的时间趋势，如系统当前的性能瓶颈，执行时间的可变性就更为关键。

时间可预测性定义为：系统模型的时间可预测性指的是计算具体系统上动作持续时间的能力，这种能力是从可处理性而非可判定性的角度定义的。要实现高时间可预测性，不仅系统时序行为的精确计算必须是可判定的，还需要有高效的计算技术。

1.2 WCET和BCET的可预测性

在安全关键系统领域，通常首要关注任务的WCET以证明系统的及时性。判定系统的WCET可预测性时，时序模型的稳定性不太重要，关键在于计算得到的上限（UB）的悲观性，即系统的可分析性取决于WCET估计的紧密程度。同理，对于最佳情况执行时间（BCET）的可预测性也是如此。

1.3 相关工作

• Kopetz的时间防火墙 ：是一种推/推接口，可解耦消息发送者和接收者的时序行为。
• Lee等人的PRET处理器 ：为处理器的指令集赋予时间语义，将时间可预测性与时序的重复性紧密结合。
• Thiele和Wilhelm ：将时间可预测性描述为WCET或BCET分析的悲观性。
• Grund ：首次尝试形式