[发明专利]嵌入式系统确定性分析方法

说明书

本发明公开了一种嵌入式系统确定性分析方法，用于解决现有嵌入式系统确定性分析方法实用性差的技术问题。技术方案是对嵌入式系统的中断进行抽象，建立周期中断和非周期中断的数学模型，在任务执行过程中考虑中断对任务响应时间的影响，分析中断对任务执行带来的延迟，提高任务执行确定性的分析精度；对嵌入式系统中的空间资源进行抽象，在任务执行时检查空间资源能否满足需求，得出精确的任务响应时间。根据任务响应时间和最差执行时间的关系以及对空间资源的需求，建立任务的时间利用率和空间利用率模型，量化分析嵌入式系统中时间资源和空间资源使用情况，得出时间资源和空间资源使用率的具体数值，提高嵌入式系统确定分析的精确性，实用性好。

技术领域

本发明涉及一种嵌入式系统确定性分析方法。

背景技术

文献“单处理器平台下的严格周期任务可调度性判定[J].计算机工程,2016,42(05):288-291”公开了一种基于特征任务的严格周期任务可调度性分析方法。分析严格周期任务在单一处理器平台下无冲突运行的时间约束，计算任务所能使用的全部空余时间，进而界定连续空余时间是否满足任务执行的需要，得到一个可调度性判定的充要条件。在实际嵌入式系统中，周期任务的执行会受到中断的影响，造成周期任务的延时甚至无法执行；任务在执行时，除了需要考虑时间约束之外，系统中的空间资源例如内存等因素也会影响任务的响应时间，对任务的可调度性带来不确定性。

发明内容

为了克服现有嵌入式系统确定性分析方法实用性差的不足，本发明提供一种嵌入式系统确定性分析方法。该方法对嵌入式系统的中断进行抽象，建立周期中断和非周期中断的数学模型，并且中断优先级高于任务，在任务执行过程中考虑中断对任务响应时间的影响，采用舍选法来模拟非周期中断产生的时机，分析中断对任务执行带来的延迟，提高任务执行确定性的分析精度；对嵌入式系统中的空间资源进行抽象，在任务执行时检查空间资源能否满足需求，进而得出更加精确的任务响应时间。根据任务响应时间和最差执行时间的关系以及对空间资源的需求，建立任务的时间利用率和空间利用率模型，量化分析嵌入式系统中时间资源和空间资源的使用情况，得出时间资源和空间资源使用率的具体数值，提高了嵌入式系统确定分析的精确性，实用性好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种嵌入式系统确定性分析方法，其特点是包括以下步骤：

步骤一、建立嵌入式系统中断模型。

对嵌入式系统的周期中断和非周期中断进行建模，周期中断模型采用八元组表示：

I_p＝id_I,type_I,priority_I,off,period_I,resptime_I,exetime_I,pubevent (1)

其中，id_I为中断的唯一标识符，type_I表示中断的类型，此处中断类型为周期性中断，priority_I表示中断优先级，数值越大，优先级越高，off表示周期与起始位置之间的偏移量，period_I为中断的周期，即两次中断之间的时间间隔，resptime_I表示中断响应时间，中断请求发出到进入中断处理之间的时间，exetime_I表示中断执行时间，即中断开始执行到中断退出之间的时间，pubevent为中断产生的事件，该事件会触发相应的任务执行。

对于非周期中断，定义中断在某一个时间周期[t₀,t₁]内服从特定分布函数，采用舍选法生成随机数来模拟非周期中断的发生时刻，非周期中断的模型使用九元组表示：