于广良 杨孟飞

1.北京控制工程研究所，北京100191

2.中国空间技术研究院，北京100094

航天器控制系统要求具有很高的实时性和可预测性［1-2］。当处理器采用SPARC体系结构时，由于其采用了寄存器窗口机制，随时出现的窗口上下溢陷阱处理引起的时间开销对任务程序的最差执行时间(WCET，Worst Case Execution Time)［3］有显著影响，这对于验证系统的实时性约束造成困难。WCET主要用来验证硬实时系统中实现任务的软件能否在给定的时间内或给定的时间点之前执行完毕，多数调度算法和可调度性分析算法都需要已知任务的最差执行时间［4］。对于提高嵌入式实时系统软件的可靠性来说，WCET有着非常重要的作用。

文献［5］分析了一个卫星子系统星载软件的静态WCET，其中特别分析了SPARC寄存器窗口机制的时间建模方法，给出了如何在任务的最差执行时间分析中加入窗口上下溢陷阱处理时间。Bound-T［6］是一个静态WCET分析工具，其针对SPARC结构提出了一个建模寄存器窗口的方法，它不仅提供了每个CALL和RESTORE指令可能产生的上溢和下溢，也提供了在每个例程入口点可能用到的寄存器窗口数。但在实际的系统中，寄存器窗口的上下溢次数不仅仅取决于任务程序本身，而且与操作系统和外部中断等因素紧密相关，这些因素的变化增加了最差执行时间分析的复杂性。

本文针对上述问题，通过分析任务的函数调用关系图和系统的中断嵌套关系，有效地找出任务运行期间寄存器窗口上下溢陷阱发生的次数界限，从而为精确地分析任务WCET提供帮助。……