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WCET(Worst Case Execution Time) 정적 분석 솔루션

aiT

aiT는 추상 해석 기법과 캐시 및 파이프라인 모델을 기반으로, WCET의 정확하고 엄격한 상한값을 계산합니다.

계산된 WCET 상한값은 애플리케이션의 모든 입력과 각 Task 실행에 대해 어떤 상황에서도 보장될만큼 엄격합니다.

#ISO26262 #WCET #DO178 #DO330 #IEC61508 #EN50128 #EN50657 #EN60601

실시간 시스템에서는 시스템이 제대로 작동하도록 하기 위해 각 작업이 특정 시간 내에 완료되어야 합니다. 따라서 각 task의 WCET(Worst-Case Execution Time, 최악의 실행 시간)를 아는 것이 필수적이나, 이를 결정하는 것은 매우 어렵습니다.

aiT는 추상 해석 기법과 캐시 및 파이프라인 모델을 기반으로, Task의 고유한 캐시 및 파이프라인 동작에 대해 정적으로 분석하고 WCET에 대한 정확하고 엄격한 상한값을 계산합니다.

aiT에 의해 계산된 WCET 상한값은 애플리케이션의 모든 입력과 각 실행에 대해 어떤 상황에서도 보장될만큼 엄격한 상한값입니다.

• 바이너리 실행 파일을 최종 시스템에서 실행되는 방식 그대로 직접 분석하여, 시스템의 작동 방식, 성능, 툴체인을 수정할 필요가 없습니다.

• 계산된 WCET 상한값은 매우 엄격하여 시스템의 실제 성능을 반영하여, 하드웨어 리소스 낭비 없이 마감일 준수가 보장됩니다.

주요 특징

바이너리 기반 WCET 정적 분석

Worst-Case Execution Time

최종 실행 파일만으로 정적 분석을 수행해 WCET(Worst-Case Execution Time)을 정확하게 계산합니다.

AI 추상해석 기반의 솔루션

모든 가능한 입력 및 수행 경로에 대해 WCET를 자동으로 계산하고, 주어진 하드웨어 조건 하에서 해당 상한치가 초과되지 않음을 수학적으로 보장합니다.

코드 수정 없이 바로 분석

측정을 위한 탐침코드 등이 불필요하므로, WCET 분석의 왜곡 현상이 일어나지 않습니다.

정밀 모델링 반영

파이프라인, 캐시, 분기 예측, 마이크로 아키텍처 요소 등에 대한 정밀 모델링을 반영합니다.

State 검사 및 머신 상태 추적

분석 중 각 지점의 캐시 상태, 파이프라인 상태 등을 열람 가능합니다.

다양한 프로세서 및 컴파일러 제공

AM486, ARM, C16x, C28x, C33x, ERC32, HCS12.. 등등

주요 기능

함수 호출 그래프 제공

• WCET 분석 결과가 포함된 호출 그래프 내의 각 루틴은 전체 WCET에 대한 상대적 기여도를 기준으로 Annotation을 표시

• 최악의 실행 경로, 실행 불가능한 호출, 재귀는 자동으로 인식되어 강조 표시

• aiT는 추가 annotation이 필요한 위치를 자동으로 판단하고 표시하여 수정

• 각 루틴은 제어 흐름 그래프와 연동되어 루틴 내 제어 흐름을 추가로 검사

제어 흐름 그래프 제공

• Worst-Case에 해당하는 Cycle 및 Basic block의 실행 시간을 표시

• 다양한 상황에서 WCET 기여도와 같은 분석 세부 정보를 쉽게 확인 가능

• 추가 annotation이 필요한 모든 위치는 자동으로 표시되고, 가장 적합한 문구가 자동으로 제안되어 편리하게 조정 가능

• Basic block을 더욱 펼쳐서 내부의 명령어를 검사 가능, 각 명령어에 대해 원하는대로 가능한 모든 Pipeline states의 세트 검사 가능

파이프라인 및 캐시 동작 시각화 제공

• 각 수평 계층은 하나의 CPU 사이클에 해당되며 트리의 각 Branch는 서로 다른 실행 시나리오를 표현

• 메모리 액세스시 캐시 적중과 캐시 미스가 발생하는 경우 모든 가능성을 자동으로 확인

WCET 통계치 제공

• 다양한 통계를 수집하여 병목 현상을 빠르게 파악하고 관심 있는 영역을 쉽게 탐색

• 사용자 정의 가능한 XML 보고서는 통합, 문서화 또는 인증 목적으로 추출 가능

섹션 뷰 제공

• 바이너리의 모든 섹션을 보고 hex editor처럼 내용 검사

• 특정 주소 영역의 메모리 내용 확인

다양한 Add-On 모듈 제공

• ValueAnalyzer
- 모든 실행 컨텍스트의 모든 프로그램 지점에서, 모든 레지스터 및 메모리 셀 내용을 검사

- 전역 변수의 초기화 데이터를 수집하여 자동 생성된 주석을 WCET 분석에 제공

• TimingProfiler
- aiT의 파생 제품, 단순화된 캐시/파이프라인 모델링을 통해 WCET 정적 분석

- 애플리케이션 실행에 사용할 프로세서에 대해 최종 결종을 내릴 수 없는 경우, 초기부터 타이밍을 고려한 방식으로 개발 가능

- 하드웨어 결정 이후에는 동일한 GUI에서 모든 설정과 Annotation을 그대로 유지하면서 별도의 설치 없이 aiT로 쉽게 전환 가능

Difference Analysis 제공

• 시스템을 변경하기 전과 후의 분석 실행을 비교하여 최악의 타이밍에 미치는 영향을 한눈에 파악

기술 노트

시스템 소프트웨어 개발

[aiT] WCET 예측을 위한 정적 분석 방안 1

WCET 관리의 필요성 WCET(Worst Case Execution Time)는 최장 실행 시간이라는 뜻으로, SW의 UNIT(기능/함수 기타 등등 구현 방법에 따라 기준은 다름) 실행 시간 중 가장 긴 시간입니다. WCET가 UNIT의 제한 시간 내라면 제품은 정상적인 동작이 가능하지만, 제한 시간을 초과하는 경우 타이밍 이슈에 의해서 기능 문제가 발생

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aiT 엔지니어 2026년 02월 20일