Una metodologia per l'identificazione dei punti critici in applicazioni hard real time

The design of a dedicated system is often driven by the satisfaction of performance requirements. However, there are many fields of use where the principal property is the request is the ability to provide the results in a maximum time, previously calculated, and imposed as a condition for the use of the system. These systems are called hard real time systems. The satisfaction of time constraints in the worst case is more on the average time of execution of the intended functionality. The predictability of the system must be carefully designed from the early stages of design. This thesis develops a new methodology for identification of critical spots in Hard Real-time applications based on the analysis of possible effects of cache memory. In particular we are looking into the source code of those sequences that, in accordance with the methodology proposed, are a source of unpredictability when executed on a system with cache memory. Experimental results show that the methodology can be easily integrated into a modern compiler.

La progettazione di un sistema dedicato è spesso guidata dal soddisfacimento di requisiti prestazionali. Esiste tuttavia una serie di campi d'utilizzo dove la proprietà fondamentale, richiesta a un elaboratore, è la capacità di fornire il risultato in un tempo massimo, calcolato precedentemente, ed imposto come requisito per l'utilizzo del sistema stesso. Questi sistemi prendono il nome di sistemi Hard Real Time e in essi il soddisfacimento dei vincoli temporali nel caso pessimo assume maggiore importanza del tempo medio d'esecuzione della funzionalità prevista. La predicibilità del sistema deve quindi essere accuratamente garantita sin dalle prime fasi della progettazione. Questo lavoro di tesi sviluppa una nuova metodologia di identificazione dei punti critici in applicazioni Hard Real Time basata sull'analisi dei possibili effetti della memoria cache. In particolare si ricercano all'interno del codice sorgente quelle sequenze di codice che, in accordo alla metodologia proposta, costituiscono una fonte di impredicibilità se eseguite su un sistema dotato di memoria cache. I risultati sperimentali mostrano come la metodologia possa essere facilmente integrata all'interno di un moderno compilatore.