最坏执行时间分析中的时序异常问题

作     者：蒋滨泽 朱钇宣 陈香兰 龚小航 高银康 李曦 

作者机构：中国科学技术大学计算机科学与技术学院 中国科学技术大学苏州高等研究院 

出 版 物：《计算机研究与发展》 (Journal of Computer Research and Development)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(62102383,61976200,62172380) 江苏省自然科学基金项目(BK20210123) 中国科学技术大学青年创新重点基金项目(YD2150002005) 

主　　题：最坏执行时间 最坏执行时间分析 时序异常 时间可预测 实时系统 

摘      要：时序异常是一种程序在最坏执行时间（worst-caseexecutiontime，WCET）分析中反直觉的时间行为，其特征在于，尽管局部执行速度更快，但整体的执行时间可能会增加，因此WCET分析必须以保守的态度考虑所有可能的执行情况，以确保分析结果的安全性，这使得WCET分析变得非常困难.相反地，如果能够确保要分析的程序与平台不存在时序异常，将大大减少WCET分析需要考虑的状态以及所花费的时间.因此，时序异常问题是WCET 分析中的关键挑战.然而，尽管历经 20 多年的研究，学术界对时序异常问题仍未形成统一的定义和共识.自时序异常概念提出以来，学术界涌现出了各种文献描述时序异常，对于这些定义，可以根据定义方式和描述内容对它们进行分类，并分析它们各自的优劣.进一步地，如果对导致时序异常的原因进行研究，可以将其归结为调度策略、高速缓存以及组件影响这3个方面.此外，目前也有一些验证与消除时序异常的相关研究工作，这些工作也存在一些问题和不足.WCET 分析的未来应当以分析方式为基础进行时序异常相关的研究，以更好地解决时序异常问题.