[发明专利]一种支持指令预取的多核缓存WCET分析方法

摘要

一种支持指令预取的多核缓存WCET分析方法，属于嵌入式实时系统应用技术领域。本发明在基于共享缓存的多核架构基础上，针对指令预取中的WCET分析问题，通过对指令预取语义进行扩展，引入缓存提前访问分类，来分析出指令预取对私有L1指令缓存和共享L2指令缓存状态的影响。以提高应用程序WCET分析的精确度。本发明可广泛应用于实时系统中任务的可调度分析，以获得精确，紧凑的WCET估值。

主权项

一种支持指令预取的多核缓存WCET分析方法，其特征在于：核心思想是改善传统WCET分析中不考虑预取指令的对请求在缓存中状态的影响，为了判断预取指令是否影响请求在私有L1缓存和共享L2缓存中的状态，在缓存访问分类(Cache Access Classification，CAC)的基础上，引入缓存提前访问分类(Cache Preceding Access Classification，CPAC)并进行语义扩展分析，以确定提前访问缓存的预取操作对缓存状态(Cache State Classification，CSC)的影响，提高了任务WCET分析的精确度；有关符号和术语的含义如下：设各级缓存均为A‑way组关联型缓存结构，各级缓存均使用LRU替换策略；令capacity表示缓存容量，linesize表示缓存行大小，缓存缺失时，从下一级存储取得的连续字节数，则缓存可以容纳n＝capacity/linesize个缓存行，缓存组的集合可表示为F＝<f1,f2,…fn/A>，其中，n/A是缓存的组数；fi(i≤n/A)表示一个组缓存行序列L＝<l1,l2,…ln/A>，令函数adr:M→N0计算内存块的地址，函数计算内存块所映射到的缓存组，则set函数可表示为(1)：set(m)＝fi；  (1)其中，i＝adr(m)％(n/A)+1，％表示取余操作；用Φ代表一个任务的缓存行没有映射到的内存块，则M'＝M∪Φ；定义1：抽象组状态：一个抽象组状态是对应一个函数其中表示所有抽象组状态的集合，L表示一个组缓存行序列；定义2：抽象缓存状态：一个抽象缓存状态(ACS)是一个函数其中表示所有抽象缓存状态的集合；定义3：更新函数：一个抽象缓存状态更新函数：用来更新抽象缓存状态；定义4：联合函数：在任务的控制流程图中，对具有多个前驱的结点进行抽象缓存状态联合，一个抽象缓存状态联合函数表示为：