8、普适系统的普适验证

普适系统的普适验证

在当今科技飞速发展的时代，普适嵌入式系统的应用越来越广泛。然而，这些系统面临着诸多挑战，尤其是在资源管理、性能预测、网络安全等方面。下面将详细探讨这些问题。

资源管理与性能

在资源管理方面，系统存在一些问题。比如，它无法防止共享资源在架构状态（即占用情况）上的干扰，这就导致资源行为缺乏组合性。当平台上一个功能的实现被替换时，另一个功能的性能可能会发生变化，这对增量验证提出了挑战。资源隔离是解决这一问题的一种方法。

对于移动应用中的普适嵌入式系统，功耗意识至关重要。动态电压缩放常被用于降低能耗，但降低处理器频率会影响性能，进而与定时分析相互作用。不过，现有的频率感知静态定时分析方法仅适用于简单的处理器架构。

为了减轻定时分析的任务，提高底层架构的可预测性是关键。可预测性的概念已经存在一段时间，但缺乏正式的基础。目前有多个研究方向致力于提高架构的可预测性：
- 严格可预测性方向 ：以 XCore 平台和 PRET 项目为代表，它们在设计中不使用缓存，因为缓存会引入执行时间的巨大可变性，但这种方式牺牲的性能程度尚不清楚。
- MERASA 项目 ：专注于使架构组件更具可预测性，如提供对可预测对称多线程的架构支持，以及设计对共享总线访问施加有界延迟的多核架构。
- 缓存替换策略研究 ：对不同缓存替换策略（LRU、PLRU、FIFO、MRU）的可预测性进行了精确研究。研究发现，LRU 在性能、可预测性、缓存分析的预期精度和敏感性等方面优于其他策略，并且所有确定与缓存相关的抢占延迟的方法仅适用于 LRU。