安立奎，韩丽艳

1.渤海大学 数理学院，辽宁 锦州121013

2.渤海大学 信息科学与技术学院，辽宁 锦州121013

1 引言

在硬实时多核系统中，任务执行时间必须满足时间截止期，这对于硬实时系统的可靠性和可调度性来说非常重要。同时对于能量供应受限的硬实时系统，例如卫星的传感监视系统、普适系统等，最差情况下的能量消耗WCEC（Worst-case Energy Consumption）也是一个必须要考虑的因素[1-3]。

图1 支持指令预取器的嵌入式多核架构

由于片上缓存占据了多核处理器的较大面积和拥有较高的访问频率，缓存消耗的能量超过了系统片上能量消耗的50%[4]，因此减少缓存能量消耗对延长系统的使用期来说非常关键.随着芯片技术的不断进步，顺序指令预取技术可以减少缓存能量能耗[5-6]。顺序指令预取的缓存能量效率与指令预取度密切相关，对于硬实时多核系统中的多个子任务来说，采用相同预取度不利于减少整个系统的缓存WCEC，这就非常有必要对指令预取度进行优化来提高指令预取的能量效率。Gu 等人[7]提出了一个能量有效的支持指令预取的单核嵌入式模型，用循环译码的指令缓存减少能量消耗。对于单核中的多个抢占式任务，Gran等人[8]用单层指令预取缓冲区和锁缓存来优化任务的WCET 和WCEC。在文献[7]和[8]中，也仅考虑的是单核下的单层指令缓存的能量消耗，并没有考虑有多个并发任务的硬实时多核系统的缓存能量消耗。

最近的研究表明多个并发任务在多核共享缓存上的干扰，降低了系统的性能，增加能量消耗。……