Современная электроника №4/2019

РЫНОК WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2019 На правах рекламы 5 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ A BS I NT T IME W EAVER : АНАЛИЗАТОР ВРЕМЕННЫ ′ Х ХАРАКТЕРИСТИК ПО МНОГОЯДЕРНЫХ МИКРОПРОЦЕССОРОВ В системах реального времени коррект- ность работы системы зависит не толь- ко от корректности работы программно- го обеспечения (ПО), но и от того, успела ли программа выполниться за заданное время. Особенно это важно в критически важных для безопасности системах ре- ального времени, некорректная работа которых несёт угрозу здоровью или жиз- ни людей или чревата значительным эко- номическим ущербом. Поэтому стандар- ты функциональной безопасности, такие как DO-178C (авионика) и ISO 26262 (ав- тоэлектроника), предъявляют к программ- ному обеспечению обязательное требова- ние проведения анализа времени исполне- ния для наихудшего случая – WCET (Worst Case Execution Time). Пока процессоры были одноядерными, WCET можно было рассчитать, имея доку- ментацию производителя на внутреннюю микроархитектуру процессора, путём ста- тического анализа кода программы. И ком- пания AbsInt (Германия) выпускает такой WCET-анализатор в течение многих лет для различных одноядерных микропроцессоров и микроконтроллеров. Расчёт WCET для многоядерных процес- соров является более сложной задачей, по- скольку разделяемые между ядрами ресур- сы процессора (шины, память, кэш, внеш- ние устройства) вносят неопределённость во время исполнения ПО одновременно на нескольких ядрах. Даже при наличии де- тальной документации на внутреннюю ми- кроархитектуру, предсказать, как исполне- ние одной части ПО на одном ядре повлияет на исполнение других частей ПО на других ядрах, невозможно. Поэтому точный рас- чёт WCET для многоядерного процессора невозможен. Для оценки времени исполнения ПО на многоядерных процессорах компания AbsInt выпустила новый продукт TimeWeaver, кото- рый сочетает статический анализ кода про- граммы с анализом трассы инструкций, по- лученной с помощью устройства трассиров- ки, встроенного в процессор. Анализатор TimeWeaver работает с фор- матами трассировочных данных Nexus 5001 процессоров PowerPC, Coresight ETM (Embedded Trace Microcell) процессоров ARM и MCDS (Multi-Core Debug Solution) про- цессоров Infineon TriCore. Для снятия трассы инструкций используются аппаратные мо- дули трассировки, например, PowerTrace/ PowerDebug фирмы Lauterbach. Анализ трассы инструкций, исполняемых различными ядрами многоядерного процес- сора, позволяет анализатору TimeWeaver выявить взаимовлияние ядер друг на друга и скорректировать WCET статически ана- лизируемого программного кода с учётом обнаруженных в трассе взаимозависимо- стей (interferences). Анализатор TimeWeaver поддерживает следующие многоядерные процессоры и системы-на-кристалле: PowerPC – QorIQ P204x/P30xx/P40xx/P50xx (e500mc core), QorIQ T series (e5500/e6500 core), Qorivva MPC55xx/MPC56xx/MPC57xx (e200 core); ARM – Xilinx Zynq UltraScale+ (Cortex-A53/ Cortex-R5 cores) и Texas Instruments TMS570LC4357 (Cortex-R5 core); TriCore – семейство AUDO (например TC1796) и се- мейство AURIX (например TC275). Другие продукты компании AbsInt: ● aiT – статический анализатор времени ис- полнения наихудшего случая ПО одно- ядерных процессоров; ● StackAnalyzer – статический анализатор размера используемого стека для дока- зательства отсутствия ситуаций перепол- нения стека; ● Astree – средство статического анализа C-программ на отсутствие run-time оши- бок и состязаний за данные; ● RuleChecker – статический анализатор для контроля нормативов кодирования и сбора метрик программного кода на языке С; ● CompCert – формально верифицирован- ный оптимизирующий С-компилятор. Средства статического анализа AbsInt поддерживают широкий спектр микропро- цессоров и микроконтроллеров, применяе- мых в ответственных встроенных системах. Недавно анализатор WCET aiT и анали- затор стека StackAnalyzer были адапти- рованы компанией AbsInt для российско- го микроконтроллера Миландр 1986ВЕ1Т, предназначенного для авиационных при- менений. Анализаторы компании AbsInt разра- ботаны с использованием математиче- ского аппарата абстрактной интерпрета- ции (Abstract Interpretation), отсюда и на- звание компании. Все анализаторы AbsInt сопровождаются комплектом квалифика- ционной документации QSK (Qualification Support Kit), что позволяет использо- вать их как инструменты при сертифика- ции по стандартам DO-178С, ISO 26262, EN 50128 и др. Анализатор TimeWeaver, как и все дру- гие продукты AbsInt, доступен для 30-днев- ного тест-драйва. Дистрибьютор компании AbsInt в Рос- сии – компания «АВД Системы» – постав- щик средств разработки программного обе- спечения критически важных для безопас- ности сертифицируемых встраиваемых компьютерных систем. www.avdsys.ru/wcet