在具有硬实时约束的嵌入式应用程序（用C语言编写，在32位处理器上编写）中，关键代码（特别是中断）的执行时间需要保持不变。
如何确保代码的执行中没有引入时间可变性，特别是由于处理器的缓存（L1，L2或L3）？
请注意，我们关注缓存行为，因为它对执行速度有很强的巨大效果（有时超过100：1与访问RAM）。由于特定的处理器架构而引入的可变性远不及缓存的大小。
答案 0 :(得分：2)
两种可能性：
完全禁用缓存。应用程序运行速度较慢，但没有任何可变性。
将代码预加载到缓存中并“锁定”。大多数处理器都提供了执行此操作的机制。
答案 1 :(得分：2)
似乎你指的是x86处理器系列并没有考虑到实时系统，所以没有真正保证恒定时间执行（CPU可能重新排序微指令，而不是分支预测和指令每当CPU错误地预测条件跳转时刷新的预取队列......）
答案 2 :(得分：2)
如果您可以使用硬件，或与可以使用的人合作，则可以关闭缓存。有些CPU有一个引脚，如果连接到地而不是电源（或者可能是另一种方式），将禁用所有内部缓存。这将提供可预测性，但不会提高速度！
如果不这样，可能在软件代码中的某些地方可能会故意用垃圾填写缓存，因此接下来发生的任何事情都可以保证是缓存未命中。做得好，可以提供可预测性，也许只能在某些地方完成，所以速度可能比完全禁用缓存更好。
最后，如果速度确实很重要 - 仔细设计软件和数据，就像在古老的8位CPU编程的旧日那样 - 保持足够小，使其全部适合L1缓存。我总是惊讶于这些日子里的机载缓存如何比小型机上的所有RAM都要大（mumble-decade）。但这将是艰苦的工作，需要聪明才智。祝你好运！
答案 3 :(得分：0)
这个答案听起来很讽刺，但它的目的是让你想到：
只运行一次代码。
我说这个的原因是因为它会使它变得多变，你甚至可能无法控制它。你对时间的定义是什么？假设操作系统决定将您的进程置于等待队列中。
接下来，由于缓存性能，内存延迟，磁盘I / O等原因，您无法预测。这些都归结为一件事;有时需要时间将信息输入到代码可以使用它的处理器中。包括获取/解码代码本身所需的时间。
另外，您可以接受多少差异？它可能是你没有40毫秒，或者你没有10纳秒。
根据应用程序域，您甚至可以进一步掩盖或隐藏差异。计算机图形人员多年来一直在渲染屏幕缓冲区，以隐藏渲染每个帧的时间差异。
传统的解决方案只是删除尽可能多的已知可变利率的东西。将文件加载到RAM中，预热缓存并避免IO。
答案 4 :(得分：0)
如果您在关键代码'inline'中进行所有函数调用，并最小化变量的数量，那么您可以让它们具有'register'类型。 这应该可以缩短程序的运行时间。 （你可能必须以特殊的方式编译它，因为这些天编译器往往忽略你的'寄存器'标签）
我假设您有足够的内存，当您尝试从内存中加载内容时不会导致页面错误。页面错误可能需要很长时间。
您还可以查看生成的汇编代码，看看是否有很多分支和内存可能会改变您的运行代码。
如果代码执行中发生中断，则需要更长时间。你有中断/例外吗？
答案 5 :(得分：-1)
预分配内存，并确保中断不影响缓存（不可能，正确）。
/阿伦
答案 6 :(得分：-1)
了解复杂操作的最坏情况运行时并使用计时器。