14. - 16. März 2017 // Nürnberg, Germany

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TimingProfiler - Laufzeitabschätzungen

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TimingProfiler hilft Entwicklern bei der Ermittlung von Programmteilen mit unzufriedenstellenden Ausführungszeiten, insbesondere als durchgehende Überwachung des Timingverhaltens einer Anwendung während der Entwicklung, sowie in modellbasierten Umgebungen.

TimingProfiler kann eingesetzt werden, sobald ausführbarer Code vorliegt – also bereits sehr früh in der Entwicklung, wenn Messungen an der Hardware zu kostspielig oder unmöglich sind.

Das Dilemma

• Tests auf tatsächlicher Hardware basieren in der Regel auf Code-Instrumentierung, verlangen nach gesondertem technischen Equipment und bedeuten insgesamt einen erheblichen Zusatzaufwand. Und das Ergebnis ist keine obere Schranke für die Ausführungszeit, sondern nur ein Average-Case.

• Für Worst-Case-Garantien gibt es zwar spezielle Tools wie die aiT-WCET-Analysatoren, die keine Hardware benötigen und leicht zu automatisieren sind. Allerdings werden diese in der Regel erst spät in der Entwicklung eingesetzt und müssen die finale Software- wie Hardware-Konfiguration genau kennen.

Die Lösung

TimingProfiler wurde speziell entwickelt, um statische Analysen bereits in frühen Phasen der Softwareentwicklung sinnvoll einzusetzten. Er nimmt als Input ausführbaren Code und simuliert die Ausführung jeder einzelnen Task auf einer generischen Prozessorarchitektur mit einem vorgegebenen Instruktionssatz, z. B. PowerPC. Alle möglichen Ausführungspfade werden erforscht und der Worst-Case-Pfad für die Ausführungszeit identifiziert.

Das Ziel ist keine möglichst genaue Worst-Case-Garantie, sondern eine möglichst schnelle und unkomplizierte Rückmeldung über das voraussichtliche Timingverhalten. Engstellen werden viel früher aufgedeckt, ganz ohne mühsame Hardwaremessungen, und die gesamte Entwicklung wird beschleunigt. Die Analysen können sogar eingesetzt werden, wenn die Hardware-Wahl noch nicht getroffen wurde oder die Software für Messungen nicht reif ist.

Der Benutzer muß nicht helfend einschreiten – alle Informationen, die nicht statisch verfügbar sind, werden heuristisch errechnet und automatisch eingefügt. Das Analyseergebnis ist dann eine realistische Vorhersage des Worst-Case-Szenarios, wenngleich keine Garantie, wie sie aiT bietet.

Ihre Vorteile

• TimingProfiler bietet detaillierte Informationen über die voraussichtliche Ausführungszeit und die kritischen Ausführungspfade.

• Die Analyse ist statisch, es ist kein Zugang zur tatsächlichen Hardware nötig.

• Das Tool braucht keine konkreten Inputs, vielmehr betrachtet es automatisch die Ausführungszeit für jede mögliche Kombination aus Inputs.

• Dennoch kann die Analyse auf Wunsch auf spezifische Ausführungsszenarien begrenzt werden.

• Sie haben Zugriff auf Aufruf- und Kontrollflußgraphen sowie vielseitige und tiefgehende Statistiken.

• Engpässe und Schwachstellen können sehr früh in der Entwicklung erkannt und somit typische Integrationsprobleme in späteren Phasen vermieden werden.

• All das ermöglicht eine nahtlose Einbindung in bestehende Entwicklungsprozesse und Testumgebungen.

• TimingProfiler kann mit StackAnalyzer gekoppelt werden, um zusätzlich Informationen zum Stackverbrauch zu erhalten.

aiT – WCET-Analyse

LOGO_aiT – WCET-Analyse

CompCert - verifiziertes Kompilieren

LOGO_CompCert - verifiziertes Kompilieren

TimingExplorer - frühzeitige WCET-Abschätzung

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ValueAnalyzer - statische Value-Analyse

LOGO_ValueAnalyzer - statische Value-Analyse

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