실시간 시스템을 위한 명령어 선인출 기법

Abstract

캐쉬 기억장치의 비예측성은 경성 실시간 시스템에서 RISC 프로세서의 사용을 어렵게 만드는 주요 요인 중의 하나이다. 캐쉬의 비예측성은 캐쉬가 프로그램의 평균 실행 시간을 개선하도록 만들어지기 때문에 발생한다. 이 논문에서는 명령어 캐쉬를 대치하는 이중 모드 명령어 선인출 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 각 명령어 블록마다 쓰레드를 두고, 그것을 각 태스크의 특성에 따라 실시간 모드 또는 비실시간 모드로 사용한다. 실시간 모드에서 쓰레드는 컴파일러에 의하여 실행 시간이 최악으로 많이 걸리는 경로의 명령어 블록들을 선인출하도록 생성되어 전 실행 시간동안 정적으로 유지되며, 비실시간 모드에서 각 쓰레드는 프로그램의 실행에 따라 다음에 실행될 확률이 높은 명령어 블럭을 선인출하도록 동적으로 변하면서 유지된다. 따라서 높은 시간 중요도를 갖는 실시간 태스크는 실시간 모드를 선택하여 실행하고, 그렇지 않은 태스크는 비실시간 모드를 선택하여 실행함으로써, 각각 최악의 실행 시간과 평균 실행 시간을 개선하여 높은 실시간 시스템 성능을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 제안된 방법이 실시간 모드에서 최악의 실행 시간을 최고 45% 개선하고 비실시간 모드에서도 평균 실행 시간을 개선하는데 매우 유용하다는 것을 시간 분석 도구를 이용한 실험과 시뮬레이션을 통하여 보였다.