机载计算机是飞机中最核心的部件，具有高可靠、高安全、高性能等特点。航空计算技术不断发展，对新一代机载计算机提出了更高的要求。美国率先研发了最新一代的机载计算机，提出了综合核心处理机(IntegratedCoreProcessor，简称ICP)的概念，并成功将其应用于F-35等重要机型。ICP的出现标志着机载计算机正从过去的分立式、混合式、联合式结构向高度智能化、综合化、模块化方向发展。ICP采用了分区操作系统、异构多核处理、多类总线混合通信等多种新技术，使得传统的性能评价指标和能力度量方法无法满足当前系统评价要求，该发展趋势对系统性能评价方法、能力度量模型的研究提出了新的挑战。
　　针对上述问题，本文在深入分析当前机载计算机及ICP特性的基础上，提出了一套多维度的嵌入式系统性能综合评价方法。该方法以嵌入式系统的智能控制能力评价作为重点，分析了影响其性能的各级指标，并提出了相应的评价方法和度量模型。
　　本文主要研究内容及创新点如下：
　　1)提出了一种基于灰色理论的五维度嵌入式系统性能综合评价方法。该方法从嵌入式系统的智能控制、网络互联、综合计算、安全防护和能耗控制五个方面考虑，采用多维、多级的方式评价系统性能，并通过雷达图展示评价结果，便于用户更好地对系统进行选型和优化。通过灰关联分析，解决了由于指标间关联度高，导致评价结果不精确的问题。此外，针对嵌入式系统智能控制能力评价，提出了一种基于离差智商的性能评价方法，以及基于相对能力曲线的性能评价模型，解决了对智能控制能力度量过程中，因指标得分上限不一致，导致评价结果难以统一度量的问题，并通过案例阐明了所提出评价方法的可行性与有效性。
　　2)提出了一种基于GCM因子的异构多核处理单元间的动态通信策略，及其自适应能力评价方法。传统的异构多核处理单元的核间多采用静态通信策略，针对系统运行环境多变、资源有限、通信性能不稳定的问题，本文提出一种基于系统内存约束和时间约束的异构多核间动态通信策略模型，并引入通信粒度、通信缓存和消息传输机制影响因子(简称GCM因子)，研究其对系统核间通信不同阶段的性能影响，以评价系统核间通信自适应能力。实验结果表明：相比不同参数配置下的静态通信策略，动态通信策略通过选择合理的GCM因子，优化了核间通信的传输效率，能使通信任务执行时间缩短5%-30%，动态通信策略具有较好的自适应性和平稳性。同时，所提出的系统核间通信策略自适应能力评价方法，能准确给出不同策略下的自适应性得分，使评价结果具有较高的综合性和适应性。
　　3)设计并实现了一种动态周期执行时间(简称DCET)的分区任务调度算法，并提出相应的任务调度自寻优能力评价方法。在ARINC653标准的约束下，针对分区任务调度的固定周期时间窗口，易导致空闲时间片剩余过多的问题，在确保任务优先级不出现反转的情况下，采用剩余时间片管理机制，计算每个分区在执行完本周期任务后的剩余时间片，实时动态规划该分区中任务执行顺序，提高处理器的利用率。通过对DCET算法的可调度性和实时性进行分析，提炼出构建系统任务调度自寻优能力的评价方法。实验结果表明：相比传统APS及其改进算法，DCET算法在平均任务切换时间上减少了0.015μm(约0.4%)，平均任务执行时间上减少了2.585ms(约9.14%)。该评价方法的提出，能有效评价不同任务调度算法的自寻优能力。
　　4)提出了一种基于Roofline模型的嵌入式系统能耗自调节机制，及相应的自调节能力评价方法。针对目前能耗控制技术种类繁多，且不同技术达到的节能效果无法统一度量的问题，提出了一种能耗自调节能力评价体系，涵盖平均节能率、性能损失率、能耗性能比、节能强度等关键指标，通过性能、能耗、节能强度绘制Roofline模型图，结合模型中的“屋顶线”、“脊点”等要素，衡量出不同能耗控制策略之间的关系。实验结果表明：DPM+DVS策略在单位能耗下所提供的计算能力更高，比不用节能策略降低了2.37%，比单一的DPM和DVS策略分别降低了3.8%和2.5%，且DVS策略在节能效果中占主要因素。该评价方法的提出，有效地将不同策略下的系统能耗与性能之间的关系进行量化分析，评价结果能正确地反映出系统能耗的自调节能力。