实时微处理器体系结构综述

来源：计算机工程与科学杂志2015年第5期北京时间：

作者：石伟，张明，郭御风，龚锐

单位：（国防科学技术大学计算机学院，湖南 长沙 410073）

摘要：实时应用已经成为嵌入式应用中一类快速崛起的典型应用。作为实时系统的核心部件，实时微处理器体系结构是微处理器领域的一个重要研究方向。与通用处理器追求最大吞吐量不同，实时处理器要求具有紧凑且可计算的最坏执行时间。传统的实时处理器往往采用较为简单的处理器结构，避免复杂结构引入执行时间的不确定性。随着实时应用对处理器性能需求越来越高，实时处理器正逐渐向多线程与多核结构发展。在多线程与多核处理器中，共享资源竞争导致实时系统的确定性变差，对实时处理器体系结构带来了更大挑战。对实时微处理器体系结构进行综述，首先从指令集、微体系结构、存储、I/O、任务调度等多个方面对传统实时处理器进行分析；然后分别对采用多线程与多核结构的高性能实时处理器展开分析；最后对几种商用实时处理器结构进行比较，总结实时处理器发展现状与未来发展趋势。

关键词：实时微处理器；可预测性；及时性；体系结构；多线程；多核,

基金资助：国家自然科学基金资助项目（61402497，61202481，61202123，61202122）