航空电子设备多核认证
干扰和干扰信道
多核干扰是A(M)C 20-193合规性的关键，可能由多核处理器中不同内核的相互影响引起，包括对共享资源的访问、同步事件、一致性机制和热行为。干扰可能直接影响软件性能，包括平均和最坏情况下的执行时间、时间行为的可预测性和数据/控制耦合。
干扰信道分为直接和间接两类。直接干扰信道涉及核心之间运行的不同任务或应用程序之间的资源竞争，例如缓存行无效和缓存控制器请求。间接干扰信道源于多核平台或设备，例如缓存一致性协议和互连路由变化，通常更难发现。
识别干扰信道
识别干扰信道需要深入理解多核平台的每个组件，并通过分析详细的技术参考文档来获得。平台分析过程应被定义并包含在DO-178C/ED-12C规划文档中。多核平台可能包含20到250个干扰信道，其中一些很容易被发现，而另一些则更具挑战性。
减轻干扰信道的影响
减轻干扰信道的影响对于提高软件最坏情况性能和可靠性至关重要，并允许申请者减少满足A(M)C 20-193的MCP_Software_1和MCP_Software_2目标所需活动的范围。
常见的缓解方法包括：
- 硬件缓解方法：禁用核心、禁用设备或功能、避免使用复杂设备、对共享资源进行硬件分区。
- 软件缓解方法：应用时间分区、限制资源使用仅限于一个执行上下文、使用客户端/服务器架构、避免使用共享内存、将数据交换限制在调度边界内、选择编程构造和标准、分隔关键性。
- 混合硬件/软件缓解方法：应用空间分区、限制对共享资源的访问、中断和异常处理、缓存着色。
验证缓解措施
实施缓解措施后，需要验证其符合A(M)C 20-193的MCP_Resource_Usage_3目标。验证方法应可重复、定义清晰，并包括测量系统性能，无论何时没有干扰和有干扰时呈现在系统上。
验证方法分为平台级和软件级：
- 平台级验证：通过在多核平台上进行性能测试来提供符合A(M)C 20-193标准的证据。Rapita Systems的MACH178解决方案支持此过程。
- 软件级验证：称为软件特性化，使用与平台特性化过程相同的元素和类似的整体流程，但性能是用软件测量的。
操作系统平台验证
使用现成的操作系统平台，其中供应商已经提供了验证结果，可以使得软件特性化变得更加容易。Wind River的VxWorks和Helix平台提供了针对整个处理器家族的商用即用型DO-178C认证证据数据包，并支持根据A(M)C 20-193目标验证多核干扰。
结论
多核处理在DO-178C/ED-12C航空电子系统中的使用不可避免，但在DO-178C/ED-12C软件中采用多核处理则需遵守A(M)C 20-193指南。要遵守这些指南，必须理解、缓解和验证多核平台上的干扰及其通道。Rapita Systems的MACH178解决方案通过提供文档、工具和服务来支持这些活动，以识别多核平台上的干扰通道，在可重复和自动化的模式下生成干扰，并验证干扰场景下多核软件的性能。
