实时计算机系统结构综述

作者：龚小航; 蒋滨泽; 陈香兰; 高银康; 李曦^*

来源：计算机研究与发展, 2023, 60(05): 1021-1036.

• 时间敏感系统
• 时间属性
• 时间语义
• 实时机
• 实时系统解决方案

在时间敏感的嵌入式系统中，任务需要满足其最后截止期限，错失任务期限会显著影响服务质量或带来灾难性后果.与通用系统相比，实时系统研究进展缓慢，甚至很多基本概念都未达成共识.精确计时(precision timed,PRET)机和实时处理单元(real-time processing unit,RPU)是2套现有的实时系统解决方案，以它们为例介绍实时系统相关的概念，阐述实时系统发展中遇到的问题，比较异同，并分析实时系统各个层次遇到的问题和现有的解决方法.在应用层，用户需要定时操作的接口；在指令集架构(instruction set architecture,ISA)层，应充分利用硬件提供的资源，向上层提供足够的时间语义抽象和计时精度；硬件层需要支持ISA的时间属性和时间语义，并在保证实时性的基础上尽可能地提高性能.对实时系统的研究面临许多挑战.在现有的实时系统设计研究的过程中，关键问题在于上层应用的时间语义难以与底层实现保持一致.

• 单位
  中国科学技术大学; 高等研究院