Μεθοδολογία Και Εργαλείο Λογισμικού Για Την Εκτίμηση Της Επίδοσης Ενσωματωμένων Συστημάτων

Abstract

Τις τελευταίες δεκαετίες έχει παρατηρηθεί αλματώδης αύξηση της παραγωγής ενσωματωμένων συστημάτων. Τα ενσωματωμένα συστήματα παίζουν πλέον κυρίαρχο ρόλο σε πάρα πολλούς τομείς της τεχνολογίας και της βιομηχανίας. Το γεγονός αυτό κάνει επιτακτική την ανάγκη ύπαρξης μεθόδων που διευκολύνουν και επιταχύνουν τη σχεδίαση των ενσωματωμένων συστημάτων αλλά και τον έλεγχο της επίδοσης τους από τα πρώτα στάδια σχεδίασης.Σε αυτή τη διπλωματική εργασία αναπτύσσεται μία μεθοδολογία που στοχεύει στη πολύ γρήγορη αλλά και με καλή ακρίβεια εκτίμηση της επίδοσης ενσωματωμένων συστημάτων. H νέα μεθοδολογία στηρίζεται στην μελέτη των Ν. Κρούπη και Δ. Σούντρη [1], οι οποίοι απέδειξαν πειραματικά ότι ο πηγαίος κώδικας μίας εφαρμογής μπορεί να μας δώσει χρήσιμη πληροφορία για την επίδοση του κώδικα μηχανής της εφαρμογής.Στη νέα μεθοδολογία η εφαρμογή εκτελείται άμεσα σε οποιονδήποτε διαθέσιμο υπολογιστή και λαμβάνονται στατιστικά για την εκτέλεση σε επίπεδο πηγαίου κώδικα. Στη συνέχεια κάθε εντολή του κώδικα μηχανής αντιστοιχίζεται με τη προέλευσή της στον πηγαίο κώδικα με χρήση των πληροφοριών αποσφαλμάτωσης που παράγονται από τον μεταγλωττιστή σε μορφή DWARF [2]. Έτσι γίνεται και εκτίμηση του πλήθους των εκτελέσεών της. Τέλος, γίνεται στατική ανάλυση του χαρακτηρισμένου κώδικα μηχανής και εξάγονται συμπεράσματα για την επίδοση της κρυφής μνήμης εντολών.Η μεθοδολογία υλοποιήθηκε με την ανάπτυξη ενός συνόλου εργαλείων λογισμικού συμβατών με όλες τις αρχιτεκτονικές που υποστηρίζει ο GNU Compiler [3]. Η ταχύτητα και η ακρίβεια των νέων εργαλείων εξετάστηκε με μία σειρά διεξοδικών πειραμάτων τα οποία έδειξαν ότι η διαδικασία εκτίμησης είναι έως και 20000 φορές ταχύτερη από τις σύγχρονες μεθόδους προσομοίωσης ενώ η μέση τιμή σφάλματος διατηρείται σε πολύ χαμηλά επίπεδα (2,1%).