计算机研究与发展2023,Vol.60Issue(1) :30-42.DOI:10.7544/issn1000-1239.202111244

基于多级一致性协议的多核处理器WCET分析方法

A WCET Analysis Method for Multi-Core Processors with Multi-Tier Coherence Protocol

朱怡安 史先琛 姚烨 李联 任鹏远 董威振 李佳钰
计算机研究与发展2023,Vol.60Issue(1) :30-42.DOI:10.7544/issn1000-1239.202111244

基于多级一致性协议的多核处理器WCET分析方法

A WCET Analysis Method for Multi-Core Processors with Multi-Tier Coherence Protocol

朱怡安 1史先琛 1姚烨 1李联 2任鹏远 2董威振 1李佳钰3
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作者信息

  • 1. 西北工业大学计算机学院 西安 710072
  • 2. 西北工业大学软件学院 西安 710072
  • 3. 西北工业大学伦敦玛丽女王大学工程学院 西安 710072
  • 折叠

摘要

由于多核处理器优越的计算性能,多核处理器现已广泛应用在嵌入式实时系统中.相对于单核处理器,多核处理器存在资源共享竞争、并行任务干扰等因素,尤其是缓存(Cache)一致性问题,导致任务最坏情况执行时间(worst-case execution time,WCET)的预测更加困难.基于以上因素,提出基于多级一致性协议的多核处理器WCET分析方法.该方法针对多级一致性协议体系架构,提出多级一致性域的概念,将多核处理器的数据访问分为域内访问和跨域访问2个层次,根据Cache读写策略和MESI(modify exclusive shared invalid)一致性协议,得出一致性域内部和跨一致性域的Cache状态更新函数,从而实现多级一致性协议嵌套情况下的WCET分析.实验结果表明,在改变Cache配置参数的情况下,该方法分析结果与GEM5仿真结果的变化趋势一致,经过相关性分析,GEM5仿真结果与该方法分析结果相关性系数不低于0.98;在分析精度方面,该方法的平均过估计率为1.30,相比现有方法降低了 0.78.

关键词

最坏情况执行时间/Cache一致性协议/跨一致性域/静态分析/时序分析

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基金项目

国家重点研发计划(2020YFB1712201)

国家重点研发计划(2021YFC2802503)

国防基础科研计划(JCKY2020210C009)

国家工业互联网创新发展工程项目(TC190A3X8-16-1)

国家工业互联网创新发展工程项目(TC200H038)

陕西省重点研发计划(2021ZDLGY05-05)

出版年

2023
计算机研究与发展
中国科学院计算技术研究所 中国计算机学会

计算机研究与发展

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:2.649
ISSN:1000-1239
参考文献量3
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