10、确定执行时间的界限

确定执行时间的界限

1 引言

在嵌入式系统设计中，确保任务执行时间的上限是至关重要的，特别是在硬实时系统中。这类系统对时序要求极为严格，任何执行时间的超标都可能导致严重的后果。因此，确定执行时间的界限是嵌入式系统设计和验证中的核心任务之一。本文将详细介绍aiT时序分析工具的架构及其所实现的时序分析方法，包括缓存行为预测、流水线分析、使用整数线性规划的路径分析及其他相关问题。

2 缓存行为预测

缓存行为预测是时序分析的重要组成部分。缓存的存在显著影响了程序的执行时间，尤其是在现代处理器中，缓存未命中可能导致较大的延迟。为了准确预测缓存行为，分析工具需要考虑以下几个方面：

• 缓存内容 ：静态且近似地确定每个程序点的缓存内容。
• 缓存命中/未命中 ：对于每次访问内存块，检查是否可以安全预测缓存命中。
• 缓存状态 ：缓存分析后可以忘记关于缓存内容的信息，但需要保留缺失/命中信息，以便流水线分析使用。

2.1 缓存分析步骤

1. 初始化 ：确定初始缓存状态。
2. 内存访问检查 ：对于每次内存访问，检查是否可以安全预测缓存命中。
3. 更新缓存状态 ：根据访问结果更新缓存状态。

步骤