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申请/专利权人：西北工业大学

摘要：本发明涉及一种多处理器系统的AADL模型可调度性分析与验证方法，属于嵌入式软件可信属性验证领域。该方法综合考虑了节点内线程的并发关系、节点间线程的同步关系以及通信时消息的响应时间对线程调度的影响，通过分析AADL模型线程构件与处理器的绑定关系以及绑定在不同处理器上线程构件的交互关系，得到各线程的节点内干扰集和节点间干扰集，通过计算各线程受到节点内线程干扰时的响应时间以及受节点间线程干扰时的干扰时间，进而计算出各线程的最坏响应时间，并将线程的最坏响应时间与其截止期间进行比较，最终根据可调度性判定规则来对多处理器系统AADL模型可调度性进行分析。

主权项：1.一种多处理器系统AADL模型可调度性分析方法，其特征在于步骤如下：步骤1：建立AADL模型，解析AADL模型并提取出处理器构件、线程构件及其之间的绑定关系，得到处理器集合以及在某一处理器上进行运行的线程集合，处理器集合用PS表示，PS＝{pro1,pro2,…,pron}，处理器proi上所绑定的线程集合用TSi表示，假设proi上绑定了mi个线程，则步骤2：从AADL模型中提取出任务调度相关的属性，包括线程的执行时间、线程的周期、线程的截止期限、线程的优先级、处理器中线程的调度策略，同时提取出绑定在不同处理器上线程之间的连接关系以及通信相关的属性，包括进行通信的发送线程、接收线程以及消息响应时间；步骤3：分析各处理器内线程间的并发关系，对于任意一个处理器proi上的任意一个线程Ti,x，对于该处理上任意其他线程Ti,y均与线程Ti,x是并发关系，在特定调度策略下如果线程Ti,y的优先级不低于线程Ti,x的优先级，则将线程Ti,y加入到线程Ti,x的节点内干扰集中，检验完该处理器上所有得线程之后，最终得到该线程Ti,x的节点内干扰集，线程Ti,x的节点内干扰集表示为IntraInteri,x；步骤4：分析处理器之间线程间的同步关系，对于任意一个处理器proi上的任意一个线程Ti,x，如果任意其他处理器proj上的一个线程Tj,y与线程Ti,x通过连接线直接进行连接，并且连接线的方向为线程Tj,y指向线程Ti,x，表示线程Ti,x只有在收到线程Tj,y发送的消息之后才可能执行，则线程Tj,y与线程Ti,x是节点间同步关系，将线程Tj,y加入到线程Ti,x的节点间干扰集中，找到所有与线程Ti,x之间是节点间同步关系的线程之后，得到线程Ti,x的节点间干扰集，线程Ti,x的节点间干扰集表示为InnerInteri,x；步骤5：根据公式1计算线程受节点内线程干扰下的响应时间： 其中，IntraRTi,x表示线程Ti,x的节点内响应时间，Ei,x表示线程Ti,x的执行时间，Ti,y为线程Ti,x节点内干扰集的任意一个线程，Pi,y表示线程Ti,y的周期，表示在线程Ti,x的节点内响应时间内节点内干扰集中线程Ti,y释放次数的上界；计算过程包括以下子步骤：步骤5-1：对系统中所有的线程进行遍历，对于每次遍历的线程Ti,x，执行步骤5-2，如果所有的线程的节点内响应时间均计算完成，则跳转到步骤6；步骤5-2：将IntraRTi,x的初始值设为0；步骤5-3：将上一次计算的响应时间IntraRTi,x代入公式1的右边，如果是第一次计算，则将初始值代入公式1的右边，根据公式1计算得到新的IntraRTi,x，即公式1左边的IntraRTi,x，如果计算得到的新的IntraRTi,x与上一次计算得到的IntraRTi,x相等，则说明该线程的IntraRTi,x已计算完成，继续计算下一个线程的响应时间，跳转到步骤5-1，否则，再次执行步骤5-3；步骤6：计算部分线程的最坏响应时间，线程Ti,x的最坏响应时间用WCRTi,x表示，对于任意线程Ti,x，如果该线程的节点间同步集InnerInteri,x为空集，即该线程不受其他节点上线程的影响，则其最坏响应时间就是节点内响应时间，即WCRTi,x＝IntraRTi,x；步骤7：计算剩余线程的最坏响应时间，在经过步骤6之后，剩余未计算最坏响应时间的线程Ti,x的节点间干扰集InnerInteri,x均不为空集，即线程Ti,x会受到其他节点中线程的影响，根据以下子步骤计算其WCRTi,x：步骤7-1：遍历剩余的线程，如果线程Ti,x的同步集中所有线程的最坏响应时间都已经计算完成，则根据公式2计算线程Ti,x的受到节点间线程干扰时的干扰时间，其中，InnerITi,x表示线程Ti,x的节点间干扰时间，Tj,y为其节点间干扰集中的任意线程，WCRTj,y为线程Tj,y的最坏响应时间，MTj,y,i,x为线程Tj,y发送给线程Ti,x的消息的响应时间，然后执行步骤7-2，如果线程Ti,x的节点间干扰集中的线程Tj,y的最坏响应时间未计算完成，则先让线程Tj,y执行步骤7-1，如果所有线程的最坏响应时间都已经计算完成，则跳转到步骤8； 步骤7-2：由于线程Ti,x只有在接收到其同步集中所有线程发送的消息之后才能释放进入就绪状态，才可能获得处理器资源进行运行，但在释放之后仍然可能会受到节点内干扰集中的线程干扰，因此在最坏情况下线程Ti,x的最坏响应时间为节点间干扰时间与节点内响应时间之和，根据公式3计算线程Ti,x的最坏响应时间，计算完成之后跳转到步骤7-1继续计算下一个线程的最坏响应时间；WCRTi,x＝InnerITi,x+IntraRTi,x3步骤8：将每个线程的最坏响应时间与其截止期限进行比较，得到每个线程的可调度性，进而判断各处理器上线程集合的可调度性以及整个系统的可调度性；所述的可调度性根据下面三条规则进行判定：规则1：对于一个处理器proi上的线程Ti,x，WCRTi,x是该线程的最坏响应时间，Deadlinei,x是该线程的截止期限属性之，如果满足WCRTi,x≤Deadlinei,x，那么线程Ti,x是可调度的；规则2：对于一个处理器proi，如果绑定在该处理器上的任意一个线程都是可调度的，那么该处理器上的线程集合TSi是可调度的；规则3：对于一个多处理器系统，如果任意一个处理器上的线程集合都是可调度的，那么该系统就是可调度的。

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百度查询： 西北工业大学 一种多处理器系统AADL模型可调度性分析方法