基于SystemC的AADL软构件仿真代码转换技术

目前,AADL在任务关键和安全关键嵌入式领域有着良好的应用.如何在设计阶段对AADL模型进行仿真,并根据仿真结果迭代构造和精化设计模型,以尽早发现设计模型中存在的问题,保障设计模型的质量,进而减少系统开发的代价,是目前急需解决的技术挑战.SystemC是一种软硬件协同仿真的系统描述语言,由此提出了AADL软构件到Sys...     

安全关键异构软件混合建模及代码生成方法

随着系统复杂性的急剧增加,未来安全关键软件越来越多地采用异构构件组合架构,各种构件可能使用不同的计算模型或实现语言,使得整个软件系统呈现异构性.因此,设计此类系统需要使用复杂的建模方法.AADL(architecture analysis and design language)是一种安全关键系统体系结构多范式建模语言...     

面向BW104x软流水框架

现代高性能数字信号处理器大多数采用超长指令字体系结构,通过在同一时钟周期发射多条指令以便获得更高的运算性能来发掘目标机器指令级别并行性.介绍了BW104x目标体系特征,BWDSP104X是一款针对高性能计算领域设计的处理器,采用16发射、单指令流,多数据流架构.为了充分利用多簇及簇内硬件资源,基于open64编译基础设施提出了后端软流水优化,其中包括循环选择,资源依赖数据依赖计算,采用经典的模调度方法进行软流水调度,为解决不同迭代变量冲突引入模变量拓展模块.实验结果证明流水后性能相对流水前有了很好的提升.     

基于概念传播的软件项目代码注释生成方法

软件代码注释生成是软件工程领域近期研究的一个重要问题.目前很多研究工作已经在包含大量<代码片段,注释语句>对的开源数据集上取得了较好效果.但在企业应用中,待注释的代码往往是一个软件项目库,其必须首先决策在哪些代码行上生成注释更好,而且待注释的代码片段大小、粒度各不相同,需要研究提出一种注释决策和生成一体化的、抗噪音的代码注释生成方法.针对这个问题,提出一个面向软件项目的代码自动注释生成方法CoComment.所提方法能够自动抽取软件项目文档中的领域基本概念,并基于代码解析与文本匹配进行概念传播和扩展.在此基础上,通过定位概念相关的代码行/段进行自动注释决策,最终利用模板融合概念和上下文生成具有高可读性的自然语言代码注释.目前CoComment已经在3个企业软件项目、超过4.6万条人工代码注释数据上进行了对比试验.结果表明,所提方法不仅能够有效地进行代码注释决策,其注释内容与现有方法相比也能够提供更多有益于理解代码的信息,从而为软件项目代码的注释决策和注释生成问题提供了一种一体化的解决方案.     

软件流水的开销模型和决策框架

软件流水是一种重要的指令调度技术,它通过重叠地执行不同的循环体来提高指令级并行性(instruction level parallelism,简称ILP).模调度是一类被广泛采用的软件流水调度算法.软件流水并非一种无损的优化方法,它具有一定的开销,比如延长了编译时间、增加了寄存器压力等.而且,受到体系结构、调度算法以及程序特性的限制,进行软件流水并不一定能达到理想的加速比,有时反而会引起性能下降.提出了一种面向程序特性的软件流水开销模型,对此模型下的软件流水开销进行了量化分析,并提出了一种基于相关性分析的     

弹性数据相关与软件流水

最差路径是有分支循环软件流水的一大障碍.对于有分支循环,某些数据相关(称为弹性相关)在循环的动态执行中可能产生、也可能不产生实例.据此,可将严重限制并行性的弹性相关用限制较松的虚构相关代替,再进行软件流水.若调度没有遵守原来的弹性相关,则使用下推变换修正.从而缓解或者完全解除了最差路径的限制.该方法与经典的控制猜测互补,特点是允许调度含错,然后纠错.     

计算机挖掘软件的源代码注释自动生成研究

本文基于计算机挖掘软件源代码注释数量与质量偏低的问题,设计了代码注释自动生成方法.同时,对本文设计方法与Clocom法进行了实验对比分析,结果表明,相比Clocom法,本文方法所检测出的克隆代码类型更多,产量明显较高;自动生成的代码注释质量都明显较高,代码注释质量较好,总之,本文设计方法下计算机挖掘软件自动生成的代码注...     

一种动态软件体系结构下的代码生成方法

代码生成技术是一种根据用户的输入自动产生代码的一种开发方式,具有规范代码,提高效率,降低代码错误率等优点,但目前针对动态系统的代码生成方法探索较少.本文通过分析动态扩展系统和基于模板的代码生成形式,提出了一种将其二者进行整合的动态自适应开发框架下的代码生成方法,并给出了在实现过程中即插即用、即删即无和热部署等关键问题的解决办法.最后通过实验验证了本方法的正确性和可行性,具有适用于复杂功能的动态系统开发过程的特点.     

软件可靠性测试中最小测试量的确定方法

分析了软件可靠性测试中确定最小测试量的重要意义,阐述了基于操作剖面的软件可靠性测试数据生成方法和软件可靠性测试数据统计特征原理下的确定最小测试量的理论依据和具体方法,提出了该理论指导下的测试数据生成流程,通过实例给出了方法的具体应用过程.     

cache profiling信息指导的软件流水

软件流水是一种重要的指令调度技术,它通过同时执行来自不同循环迭代的指令来加快循环的执行时间.随着处理器速度和访存速度差距越拉越大,访存指令尤其是cache miss的访存指令日益成为系统性能提高的瓶颈.由于这些指令的延迟不是固定的,如何在软件流水中预测并掩盖这些访存指令的延迟是非常重要的.与前人预测访存延迟的方法不同,引入cache profiling技术,通过动态收集到profile信息来预测访存延迟,并进行适当的调度.当增加模调度循环中的访存指令的延迟时,启动间隔也会随之增大,导致性能不会随之上升.CSMS算法和FLMS算法在尽量不增大启动间隔的情况下,改变访存指令的延迟.改进了CSMS算法和FLMS算法,根据cache profiling的信息来改变访存延迟,所以比前人的方法更为准确.实验表明,新方法可以有效地提高程序性能,对SPEC2000测试程序平均性能提高1%左右,个别例子的性能改进高达11%.     

基于AADL的航天嵌入式软件Ada代码自动生成方法

模型驱动开发方法逐渐应用于航空航天等领域的安全关键软件设计与实现中。体系结构分析设计语言(Architecture Analysis and Design Language, AADL)是一种标准化的嵌入式软件体系结构描述语言,通过建模、验证以及代码自动生成为安全关键软件的设计与实现提供完整支持。然而,工业界实际代码是运行在具有不同特性的目标平台上的,例如不同的软硬件体系结构和编程接口,而现有AADL代码生成研究主要是通过手工将自动生成的代码集成到平台当中,存在工作繁琐且易出错的问题。为此,本文提出一种基于AADL的航天嵌入式软件Ada代码自动生成方法。首先,给出卫星姿轨控系统的AADL建模;其次,给出AADL到平台相关的Ada代码自动转化规则;最后,给出代码生成原型工具,并对卫星姿轨控系统AADL模型所生成的代码进行航天编码规范检查,并运行在相关仿真环境中,验证了本文所提方法的有效性。     

软件流水中隐藏存储延迟的方法

软件流水是一种重要的指令调度技术,它通过同时执行来自不同循环体的指令来加快循环的执行速度.随着处理机运行速度的逐渐提高,存储访问延迟成为性能提高的瓶颈.为了减轻存储系统影响,软件流水结合了一些存储优化技术,通过隐藏存储延迟来提高性能.提出了一种延迟可预测的模调度算法(foresighted latencymodulo scheduling,简称FLMS),它根据循环的特点来确定load指令延迟.实验结果表明,FLMS算法减少了阻塞时间,提高了程序性能.     

Timing Analysis and Code Generation of Vehicle Control Software using Taxys

PATH's automated vehicle control application software is responsible for the longitudinal and lateral control of each vehicle in a platoon [5]. The software consists of a set of processes running concurrently on a PC, reading data from various sensors (e.g., radar, speedometer, accelerometer, magnetometer), writing to actuators (throttle, brake and steering), and using radio to communicate data to other vehicles. The processes exchange data with each other using a publish/subscribe scheme. In this paper, we describe the current software, and propose a model written in the synchronous language Esterel [1]. We use Taxys [2,7], a tool for timing analysis of Esterel based on the Kronos model-checker [3], and the Esterel compiler Saxo-RT [6], to verify that the application meets its deadlines. Timing analysis is done on-the-fly during the execution of the appropriately instrumented C code generated by the compiler. Instrumentation allows the verifier to observe the execution time of the application code. The C code generated by Saxo-RT, appropriately linked to the publish/subscribe library, can be run on the vehicles.     

基于软件知识图谱的代码语义标签自动生成方法

开源及企业软件项目和各类软件开发网站上的代码片段是重要的软件开发资源.然而,很多开发者代码搜索需求反映的代码的高层意图和主题难以通过基于代码文本的信息检索技术来实现精准的代码搜索.因此,反映代码整体意图和主题的语义标签对于改进代码搜索、辅助代码理解都具有十分重要的作用.现有的标签生成技术主要面向文本内容或依赖于历史数据,无法满足大范围代码语义标注和辅助搜索、理解的需要.针对这一问题,提出了一种基于知识图谱的代码语义标签自动生成方法KGCodeTagger.该方法通过基于API文档和软件开发问答文本的概念和关系抽取构造软件知识图谱,作为代码语义标签生成的基础.针对给定的代码,该方法识别并抽取出通用API调用或概念提及,并链接到软件知识图谱中的相关概念上.在此基础上,该方法进一步识别与所链接的概念相关的其他概念作为候选,然后按照多样性和代表性排序,产生最终的代码语义标签.通过实验对KGCodeTagger软件知识图谱构建的各个步骤进行了评估,并通过与几个已有的基准方法的比较,对所生成的代码语义标签质量进行了评估.实验结果表明,KGCodeTagger的软件知识图谱构建步骤是合理有效的,该方法所生成的代码语义标签是高质量、有意义的,能够帮助开发人员快速理解代码的意图.     

Time Optimal Software Pipelining of Loops with Control Flows

Software pipelining is widely used as a compiler optimization technique to achieve high performance in machines that exploit instruction-level parallelism. However, surprisingly, there have been few theoretical or empirical results on time optimal software pipelining of loops with control flows. In this paper, we present three new theoretical and practical contributions for this underinvestigated problem. First, we propose a necessary and sufficient condition for a loop with control flows to have an optimally software-pipelined program. We also present a decision procedure to compute the condition. As part of the formal treatment of software pipelining, we propose a new formalization of software pipelining. Second, we present two software pipelining algorithms. The first algorithm computes an optimal solution for every loop satisfying the condition, but may run in exponential time. The second algorithm computes optimal solutions efficiently for most (but not all) loops satisfying the condition. The former one proves the sufficiency of the condition and the latter one suggests a practical optimal software pipelining algorithm. Third, we present experimental results which strongly indicate that achieving the time optimality in the software-pipelined programs is a viable goal in practice with reasonable hardware support.     

支持代码自动生成的行为建模

本文根据模型驱动体系结构思想,针对目前代码自动生成工具对于行为代码生成支持不足的问题,提出了一种行为建模方法。通过对UML活动图进行扩展,进而对系统行为进行描述,使行为模型具有计算完备性。在一定程度上提高模型驱动代码生成的自动化程度,进一步减少应用系统开发的工作量,同时提高系统的可靠性和可维护性。     

用于软件保护的代码混淆技术

对软件的盗版、篡改和逆向工程使软件的安全受到了严重威胁。攻击者通过静态分析和动态跟踪来分析编程者的思想,获取机密数据和核心算法。因此,保护程序在未知环境下正常运行,防止逆向工程和静态分析的攻击,成为软件保护的一个重要问题。文章从软件保护的方法出发,介绍和分析代码混淆技术的方法和目标,并指出了代码混淆技术的优势和发展趋势。     

基于四阶段人工优化的软件流水技术

代码体积是优化存储资源有限的嵌入式系统的重要因素之一。针对该特点,使用oprofile性能分析工具,以EEMBC基准程序集作为工作负载,提出四阶段人工优化软件流水方法(FPMO)。电信类的自相关程序实验结果表明,FPMO以2.04%的代码增量为代价换来40.678%的性能提升,而单纯的编译器自动优化则以33.35%的体积膨胀换来38.33%的性能提升。     

多重循环的软件流水：比较和提高

循环并行化是并行编译的核心问题之一。许多科学计算程序的大部分执行时间花费在循环上，有效开发循环中的并行性将提高整个程序的执行效率。多重循环最为常见，因此并行化多重循环具有重要的理论和现实意义。现代处理器中硬件资源迅速增长，也使得在整个多维循环空间中开发并行性成为必要。目前大多数软件流水算法只对最内层循环，仅有少数的算法对多重循环进行软件流水，本文介绍几种多重循环的软件流水算法，比较它们之间的相似与不同之处，为编译器实现中算法的选择提供了指导。     

针对多簇架构的软件流水调度框架设计与实现

介绍基于编译基础设施IMPACT实现针对BWDSP100多簇体系结构特点软件流水调度框架. 该调度框架能充分发掘多簇体系架构的硬件资源, 在DSP特性应用程序上能有较好性能提升.