PHAROS：面向实时安全关键系统的流水线化异构加速器及其截止时间合规性
硬件体系结构
2026-04-08 v1
摘要
在嵌入式系统中，空间分区异构加速器（HAs）因其性能和灵活性而日益受到青睐。然而，大多数现有HA设计框架主要针对吞吐量或质量服务（QoS）指标进行优化，常常忽视安全关键实时要求，包括对可预测执行的硬件支持、实时感知的设计空间探索（DSE）以及严格的可调度性分析。这些要求在诸如智能交通等安全关键应用中至关重要，因为可调度性保证直接影响系统安全性。为弥合这一差距，我们提出了PHAROS——一个以实时性为中心的HA设计框架。PHAROS引入了在FIFO和最早截止时间优先（EDF）策略下用于空间分区HAs的抢占机制和调度器设计。基于现代实时理论，我们进一步开发了一种以SRT可调度性为导向的DSE，其目标与约束专为SRT可调度性而设计。通过对多样化应用进行全面的建模、分析和评估，我们展示，PHAROS的DSE在发现更广泛任务集的更多可行配置方面优于以吞吐量为导向的DSE基准，同时实现了更好的实时性能。我们还提供了所支持调度算法的响应时间分析。
引用
@article{arxiv.2604.05308,
title = {PHAROS: Pipelined Heterogeneous Accelerators for Real-time Safety-critical Systems With Deadline Compliance},
author = {Shixin Ji and Jinming Zhuang and Sarah Schultz and Zhuoping Yang and Xingzhen Chen and Zheng Dong and Alex K. Jones and Yihui Ren and Peipei Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.05308},
year = {2026}
}
备注
This paper has been accepted at DAC 2026; 6 pages, 9 figures