[发明专利]一种最坏情况执行时间分析方法和装置

说明书

本发明公开一种最坏情况执行时间分析方法和装置，方法包括：对ARM程序的可执行文件进行解析，提取ARM程序的指令信息，得到ARM程序的指令集；遍历所述指令集中的指令，根据指令地址和指令类型划分ARM程序的函数体以及函数体内的基本块；基于划分出的函数体以及函数体内的基本块，构建控制流图，并根据所述控制流图确定ARM程序的程序约束信息，所述程序约束信息包括各个基本块的执行次数；通过指令Cache分析和流水线分析，确定ARM程序的处理器行为约束信息，所述处理器行为约束信息包括各个基本块的执行时间；基于所述程序约束信息和所述处理器行为约束信息，确定ARM程序的最坏执行时间。该方法能提高ARM程序的WCET分析精度。

技术领域

本发明涉及嵌入式系统技术领域，具体而言，涉及一种最坏情况执行时间分析方法和装置。

背景技术

最坏情况执行时间(Worst Case Execution Time，WCET)描述的是一个程序在最坏情况下的执行时间，代表程序在处理器上的执行时间上限，对于实时性分析具有重要的意义。目前，WCET分析技术主要分为动态分析技术和静态分析技术。动态WCET分析通过多次执行待分析程序的代码，取得多组观测值，认为观测值中的最大值即为WCET估值。静态WCET针对源代码或者二进制文件，综合考虑程序的控制流信息以及目标硬件平台结构的特性，采用适当的WCET计算方法，得到最终的WCET估值。

动态WCET分析由于受到测试环境的影响，不能保证执行的环境能够覆盖程序所有可能的执行路径，观测到的最大执行时间不一定是程序在最坏情况下的执行时间。分析工具Bound-T是一个开源的静态分析工具，在工具已有的处理器模型上进行WCET分析能够获得较高的分析精度，但是支持的处理器型号较少，仅有Intel-8051系列，ARM7系列等，同时也没有考虑Cache的影响，对复杂新硬件模型支持较为困难。分析工具Heptane可以对Cache、流水线、分支预测器的行为进行分析，但是需要用户在程序的源码中添加注解信息，对于源程序的侵入较大，同时对于循环上限的判断也较为悲观，得到的分析精度较低。分析工具Rapitime不能分析含有递归和函数指针的程序，而且也需要在源程序中加入跟踪信息，对程序侵入性较大。

现有的WCET分析方法大都存在对CPU特性支持不完整的问题，导致WCET分析精度较低。

发明内容

本发明提供一种最坏情况执行时间分析方法和装置，用以克服现有技术中存在的至少一个问题。

根据本说明书实施例的第一方面，提供了一种最坏情况执行时间分析方法，包括：

对ARM程序的可执行文件进行解析，提取ARM程序的指令信息，得到ARM程序的指令集；

遍历所述指令集中的指令，根据指令地址和指令类型划分ARM程序的函数体以及函数体内的基本块；

基于划分出的函数体以及函数体内的基本块，构建控制流图，并根据所述控制流图确定ARM程序的程序约束信息，所述程序约束信息包括各个基本块的执行次数；

通过指令Cache分析和流水线分析，确定ARM程序的处理器行为约束信息，所述处理器行为约束信息包括各个基本块的执行时间；

基于所述程序约束信息和所述处理器行为约束信息，确定ARM程序的最坏执行时间。

可选的，在所述基于所述程序约束信息和所述处理器行为约束信息，确定ARM程序的最坏执行时间之前，还包括：

获取ARM程序的功能约束信息，所述功能约束信息包括外界输入的程序中循环的执行次数；

所述基于所述程序约束信息和所述处理器行为约束信息，确定ARM程序的最坏执行时间具体包括：基于所述程序约束信息、所述处理器行为约束信息和所述功能约束信息，确定ARM程序的最坏执行时间。

可选的，所述提取ARM程序的指令信息，并构建ARM程序的指令集，具体包括：