基于指令缓存建模的嵌入式软件性能评估

审核人：莫里斯·埃尔扎斯

嵌入式系统的设计与其他计算机系统的设计不同，主要在于，虽然嵌入式系统通常使用与标准PC相同的组件，但它将在用户控制很少的环境中使用，并且将专注于单个应用程序。此外，系统对其嵌入环境的重要性将要求最佳、不间断的操作以及最小的尺寸和成本。这是一篇关于嵌入式系统设计者所面临的关键问题之一的详尽而深入的研究论文。嵌入式系统中使用的处理器与普通计算机中使用的类似，一些通常最受欢迎的组件在用于嵌入式系统时可能会导致设计问题。一个典型的例子是存在缓存，用于指令和数据。尽管系统运行单个应用程序，但其行为将受到从外部获取的数据的极大影响，这一事实使优化设计问题更加复杂。在这种情况下，最佳设计意味着最快的执行速度、最小的尺寸和最低的成本，以实现所需的可靠性。显然，如果没有广泛的测试，就无法评估这种设计。虽然对于具有小型应用程序的简单系统来说，这在物理上可能是可行的，但对于更大、更复杂的情况，这项任务将变得艰巨。在这种情况下，针对指令缓存问题建立精确的数学模型，以确定所设计系统的最坏执行时间，可以解决这一难题。作者清楚地介绍了其方法的数学背景，并通过合理数量的示例实验说明了其威力。一份完整的参考文献列表总结了本文。本文既不适合胆小或经验不足的读者，也不适合关注相对简单系统的设计师。然而，关注更雄心勃勃的嵌入式系统设计的读者可以从本文中获得许多有用的想法和技术。