System Model(论文级系统模型)

HRTOS 不是模块系统,而是一个由时间因果链驱动的实时闭环系统
系统所有行为都必须映射到“时间可预测性约束”。
核心定义:

系统运行不是流程,而是一个循环因果函数:

Event(t) → Decision(t) → State(t) → Execution(t) → Disturbance(t) → Constraint(t) → Event(t+1)

其中: - t 表示系统时间 - 每一阶段必须满足“可界定上界(Bounded)” - 任意不可预测变量都会破坏系统确定性
① 事件层(Interrupt Layer)
系统唯一外部输入源。
包括中断、定时器、通信事件。

作用:打断时间连续性,生成调度触发点。
↓ 时间进入调度决策
② 调度层(Scheduler Layer)
系统的时间分配中心。
决定“谁在某个时间窗口内拥有CPU”。

本质:时间资源分配函数,而非算法选择问题。
↓ 状态空间更新
③ 状态层(Task Lifecycle)
系统中所有执行实体的时间状态模型。
Ready / Running / Blocked 是“时间可调度性”的表达。

本质:时间可执行空间的划分。
↓ CPU执行
④ 执行层(Execution Flow)
CPU真实时间消耗轨迹。
执行路径受到中断、调度与资源约束影响。

关键约束:必须满足 WCET(最坏执行时间)
↓ 引入不确定性
⑤ 扰动层(Memory & Cache)
系统中唯一不可完全确定的时间来源。
Cache miss、内存访问延迟、分配行为都会引入时间抖动。

本质:时间误差生成器
↓ 系统收敛
⑥ 约束层(Time System)
系统最终正确性判定层。
所有行为必须满足时间窗口约束。

规则: 超时 = 错误(不是性能下降)
↺ 回到事件层,形成闭环
系统本质总结:

HRTOS 的本质不是操作系统,而是:

一个以时间为核心变量的因果闭环函数系统。

它不回答“程序怎么执行”,而是回答:
👉 “系统为什么每次都能在可预测时间内做出同样结果”
相关链接(系统视图模块)
系统入口策略
建议阅读顺序(理解系统本质):
时间系统 → 调度周期 → 执行流程 → 中断流程 → 确定性链