1、实时系统中WCET感知编译技术解析

实时系统中WCET感知编译技术解析

1. 嵌入式系统概述

计算机系统对人类生活至关重要。过去几十年，计算机从大型主机发展到个人电脑，如今小型强大的嵌入式系统逐渐成为主流，广泛融入各种大型产品中，催生了普适计算等概念。嵌入式系统具有集成性和信息处理的特点，因其处理器性能提升和价格下降，在众多领域得到应用：
- 电信领域 ：以手机为代表，市场不断扩大，功能从通信拓展到拍照、上网等；还有电信交换中心用于协调通信服务。
- 消费电子领域 ：现代设备需处理大量音视频数据，如导航系统、PDA、电视和游戏机等，高性能嵌入式系统是满足需求的关键。
- 汽车/航空领域 ：汽车和飞机的电子和软件占比不断增加，如宝马7系配备超70个处理器和超60MB软件，飞机飞行也依赖计算机辅助。

这些应用领域对嵌入式系统提出了诸多要求，除了经济方面的低开发成本和短上市时间，还包括非功能性要求：
|要求|说明|
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|可靠性|系统需具备容错能力，如汽车系统在故障后能继续正常运行，且易于维护。温度对可靠性有影响，可通过温度感知调度策略降低热热点问题。|
|温度效率|热热点会降低可靠性、影响性能并增加冷却成本和漏电功率，采用温度感知调度策略可减少峰值温度和热热点频率。|
|能源效率|在消费电子领域尤为关键，设备电池续航决定产品成败。可通过在处理器附近放置小容量低功耗内存（如暂存器）来优化能源消耗，但需要编译器支持。|
|平均性能|由于大内存和处理器性能差距增大，系统性能受慢内存影响，即内存墙问题。利用小内存可减少