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Code-Erzeugung für sicherheitskritische Realzeit-Systeme



Datum: 02.12.2009

Ort: Cartesium Rotunde


Vortragende(r): Dr. Heiko Falk (TU Dortmund)


Abstract

Beim Entwurf von Software für sicherheitskritische Realzeit‐Systeme spielt die maximale Laufzeit eines
Programms (Worst‐Case Execution Time, WCET) eine zentrale Rolle. Nur unter Kenntnis der WCET kann
garantiert werden, dass die Software stets innerhalb vorgegebener Zeitschranken terminiert.
Die derzeitige Praxis des Software‐Entwurfs für solche Realzeit‐Systeme ist jedoch sehr unsicher. Zum einen
beruht die industrielle Entwurfsmethodik für Realzeit‐Software auf Messungen bzw. Simulationen, so dass
keinerlei Garantien über das zeitliche worst‐case Verhalten der Software abgeleitet werden können. Zum
anderen optimieren aktuelle Compiler in der Regel die durchschnittliche Laufzeit eines Programms (Average‐
Case Execution Time, ACET) anstelle der maximalen Laufzeit. Wiederum gibt es keine Möglichkeit, aus den
Auswirkungen von ACET‐Optimierungen Aussagen über die WCET eines Programms abzuleiten.
Dieser Vortrag behandelt einen WCET‐optimierenden Compiler für sicherheitskritische Realzeit‐Systeme.
Durch Kopplung des Compilers mit einem Werkzeug zur statischen WCET‐Analyse ist es erstmals möglich, ein
formales WCET‐Zeitmodell in einen Compiler zu integrieren. Dieses WCET‐Zeitmodell stellt dem Compiler
wertvolle Daten über das worst‐case Verhalten des zu übersetzenden Programms bereit.
Dieses WCET‐Zeitmodell wird sodann durch spezielle Optimierungen ausgenutzt, die eine vollautomatische
Minimierung der WCET erzielen. In diesem Vortrag werden zwei Optimierungen zur WCET‐Reduktion
präsentiert, die insbesondere die Speicherhierarchie eingebetteter Prozessoren ausnutzen: Register‐
Allokation und Scratchpad‐Allokation.


Biografie | Dr. Falk

Heiko Falk arbeitet seit über zehn Jahren am Lehrstuhl Informatik 12 der TU Dortmund. Im Rahmen seiner
Promotion von 1999 bis 2004 hat er Quellcode‐Optimierungen für eingebettete Multimedia‐Anwendungen
untersucht. Die von ihm entwickelten Techniken zielten auf die Optimierung des Kontrollflusses in Datenflussdominierten
Anwendungen ab. Seit 2004 leitet Dr. Falk in seiner Position als Wissenschaftlicher Assistent das
Team "WCET‐aware Compilation". Ziel seiner Arbeit ist die enge Integration eines Modells für Worst‐Case
Execution Times (WCET) in einen Compiler sowie die Entwicklung spezieller Optimierungen zur WCETMinimierung.


Dr. Heiko Falk wurde von Prof. Rolf Drechsler eingeladen.
Prof. Dr. Rolf Drechsler 218‐63932








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