[发明专利]计算机的缓存分区和缓存访问实时性保护方法及装置

权利要求书

1.一种计算机的缓存分区和缓存访问实时性保护方法，其特征在于，包括针对将RTOS和GPOS操作系统集成和隔离在同一物理平台上的混合实时系统执行的下述步骤：

1）确定RTOS用到的内存物理地址范围{M}；

2）按照物理内存与缓存的映射规则，计算得到RTOS用到的内存物理地址范围{M}映射的缓存组{A}；

3）根据RTOS用到的内存物理地址范围{M}映射的缓存组{A}，以缓存组号反推出映射到缓存组{A}的内存地址集合{S}；

4）限制GPOS使用{{S}-{M}}这部分会映射到RTOS所在缓存组的内存地址，构建一个RTOS独立使用的缓存区域，使得RTOS与GPOS之间有相互隔离的缓存；

步骤4）中限制GPOS使用{{S}-{M}}这部分会映射到RTOS所在缓存组的内存地址是指：在编译阶段建立编译规则，通过修改GPOS内核的链接文件限制GPOS对内存地址{S}的使用，直接为任务指定内存地址{S}以外的存储区域。

2.根据权利要求1所述的计算机的缓存分区和缓存访问实时性保护方法，其特征在于，步骤2）包括：先基于组数、路数、缓存行大小计算一级缓存L1的容量，再根据一级缓存L1的容量大小确定缓存序号位数m，再通过预设的具体映射规则，根据缓存序号位数m计算出缓存与RTOS用到的内存物理地址之间的对应关系，从而得到RTOS用到的内存物理地址范围{M}映射的缓存组{A}；所述根据缓存序号位数m计算出缓存与RTOS用到的内存物理地址之间的对应关系是指：根据具体物理地址中m位具体数值确定其对应的缓存组号，从而得到RTOS用到的内存物理地址范围{M}中所有内存物理地址对应的缓存组号构成的缓存组{A}。

3.根据权利要求2所述的计算机的缓存分区和缓存访问实时性保护方法，其特征在于，所述计算一级缓存L1的容量的表达式为：一级缓存L1的容量=组数×路数×缓存行大小。

4.根据权利要求2所述的计算机的缓存分区和缓存访问实时性保护方法，其特征在于，步骤3）中以缓存组号反推出映射到缓存组{A}的内存地址集合{S}具体是指根据具体物理地址中m位具体数值反推出映射到缓存组{A}的内存地址集合{S}，限制GPOS对内存物理地址{S}的使用，使得RTOS与GPOS之间有相互隔离的缓存。

5.根据权利要求4所述的计算机的缓存分区和缓存访问实时性保护方法，其特征在于，步骤4）中限制GPOS使用{{S}-{M}}这部分会映射到RTOS所在缓存组的内存地址是指：在GPOS中利用MEMORY命令限制任务对内存地址[S]的访问。

6.一种计算机的缓存分区和缓存访问实时性保护装置，其特征在于，包括：

地址划分程序单元，用于确定RTOS用到的内存物理地址范围{M}；

缓存组映射程序单元，用于按照物理内存与缓存的映射规则，计算得到RTOS用到的内存物理地址范围{M}映射的缓存组{A}；

内存地址反推程序单元，用于根据RTOS用到的内存物理地址范围{M}映射的缓存组{A}，以缓存组号反推出映射到缓存组{A}的内存地址集合{S}；

缓存分配程序单元，用于限制GPOS使用{{S}-{M}}这部分会映射到RTOS所在缓存组的内存地址，构建一个RTOS独立使用的缓存区域，使得RTOS与GPOS之间有相互隔离的缓存；所述限制GPOS使用{{S}-{M}}这部分会映射到RTOS所在缓存组的内存地址是指：在编译阶段建立编译规则，通过修改GPOS内核的链接文件限制GPOS对内存地址{S}的使用，直接为任务指定内存地址{S}以外的存储区域。

7.一种计算机的缓存分区和缓存访问实时性保护装置，包括相互连接的微处理器和存储器，其特征在于，所述微处理器被编程或配置以执行权利要求1～5中任意一项所述计算机的缓存分区和缓存访问实时性保护方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行权利要求1～5中任意一项所述计算机的缓存分区和缓存访问实时性保护方法的计算机程序。