26、系统评估与验证：性能、质量、能耗的多维度分析

系统评估与验证：性能、质量、能耗的多维度分析

在系统设计与开发过程中，评估和验证是确保系统性能、质量和能耗等指标达到预期的关键环节。本文将深入探讨系统评估与验证的多个方面，包括性能评估、质量指标以及能量和功率模型。

1. 性能评估

性能评估是系统开发中的重要环节，它有助于我们了解系统在不同条件下的运行状况。

1.1 隐式路径枚举（IPET）

在分析系统的最坏情况执行时间（WCET）时，隐式路径枚举（IPET）是一种有效的技术。通过将问题建模为整数线性规划（ILP）问题，我们可以避免枚举大量可能的执行路径。具体来说，ILP问题的第一行包含成本函数，其余行则是反映图结构的约束条件。例如，对于节点 _L1，进入该节点的次数（x6 + x8）等于其执行次数（x7），离开该节点的次数（x9 + x10）也等于其执行次数。通过使用标准的ILP求解器最大化目标函数，我们可以得到WCET的安全上界。

aiT工具可以将结果可视化成带注释的控制流图，设计者可以利用这些图对系统进行优化。然而，aiT也存在一些局限性，它不支持其他进程的抢占、中断、输入输出以及直接内存传输（DMA）。

目前，多核系统的WCET分析方法相对较少，新的概率方法旨在补充现有的方法，这些方法通常基于极值理论。

1.2 实时微积分（RTC）

WCET估计可以帮助我们预测单个输入事件的算法执行情况，但我们的最终目标是确保硬件平台能够及时处理事件流。Thiele的实时微积分（RTC）可以用于检查这一点。

RTC基于对事件到达率的描述，包括其波动情况。事件序列的时间特征由到达曲线表示：
[