Virtual Timing Isolation Safety-Net for Multicore Processors

Multicore processors promise to offer the performance as well as the reduced space, weight and power needed by future aircrafts. However, commercial off-the-shelf multicore processors suffer from timing interferences between cores which complicates applying them in hard real-time systems like avionic applications. In this thesis, a safety-net system is proposed which enables a virtual timing isolation of applications running on one core from all other cores. The technique is based on hardware external to the multicore processor and completely transparent to the applications, i.e. no modification of the observed software is necessary. The basic idea is to apply a single-core execution based worst-case execution time analysis and to accept a predefined slowdown during multicore execution. If the slowdown exceeds the acceptable bounds, interferences will be reduced by controlling the behavior of low-critical cores to keep the main application’s progress inside the given bounds. Measuring the progress of the applications running on the main core is performed by tracking the application’s fingerprint. A fingerprint is created by extraction of the performance counters of the critical core in very small timesteps which results in a characteristic curve for every execution of a periodic program. In standalone mode, without any running applications on the other cores, a model of an application is created by clustering and combining the extracted curves. During runtime, the extracted performance counter values are compared to the model to determine the progress of the critical application. In case the progress of an application is unacceptably delayed, the cores creating the interferences are throttled. The interference creating cores are determined by the accesses of the respective cores to the shared resources. A controller that takes the progress of a critical application as well as the time until the final deadline into account throttles the low priority cores. Throttling is either performed by frequency scaling of the interfering cores or by halt and continue with a pulse width modulation scheme. The complete safety-net system was evaluated on a TACLeBench benchmark running on an NXP P4080 multicore processor observed by a Xilinx FPGA implementing a MicroBlaze soft-core microcontroller. The results show that the progress can be measured by the fingerprinting with a final deviation of less than 1% for a TACLeBench execution with running opponent cores and indicate the non-intrusiveness of the approach. Several experiments are conducted to demonstrate the effectiveness of the different throttling mechanisms. Evaluations using a real-world avionic application show that the approach can be applied to integrated modular avionic applications. The safety-net does not ensure robust partitioning in the conventional meaning. The applications on the different cores can influence each other in the timing domain, but the external safety-net ensures that the interference on the high critical application is low enough to keep the timing. This allows for an efficient utilization of the multicore processor. Every critical application is treated individually, and by relying on individual models recorded in standalone mode, the critical as well as the non-critical applications running on the other cores can be exchanged without recreating a fingerprint model. This eases the porting of legacy applications to the multicore processor and allows the exchange of applications without recertification.Der Einsatz von Multicore Prozessoren in Avioniksystemen verspricht sowohl die Performancesteigerung als auch den reduzierten Platz-, Gewichts- und Energieverbrauch, der zur Realisierung von zukünftigen Flugzeugen benötigt wird. Die Verwendung von seriengefertigten (COTS) Multicore Prozessoren in sicherheitskritischen Echtzeitsystemen ist jedoch sehr komplex, da eine gegenseitige zeitliche Beeinflussung der Anwendungen auf den unterschiedlichen Kernen nicht ausgeschlossen werden kann. In dieser Arbeit wird ein Konzept vorgestellt, das eine virtuelle zeitliche Trennung der Anwendungen, die auf einem Prozessorkern ausgeführt werden, von denen der übrigen Kerne ermöglicht. Die Grundidee besteht darin, eine auf einer Single-Core-Ausführung basierende Laufzeitanalyse (WCET) durchzuführen und eine vordefinierte Verlangsamung während der Multicore-Ausführung zu akzeptieren. Wenn die Verlangsamung die zulässige Grenze überschreitet, wird das Verhalten niedrigkritischer Kerne so gesteuert, dass der Fortschritt der Hauptanwendung innerhalb der Deadlines bleibt. Die Bestimmung des Fortschritts der kritischen Anwendungen erfolgt durch das Verfolgen eines sogenannten Fingerprints. Ein Fingerprint wird durch Auslesen der Performance Counter des kritischen Kerns in sehr kleinen Zeitschritten erzeugt, was zu einer charakteristischen Kurve für jede Ausführung eines periodischen Programms führt. Ein Modell einer Anwendung wird erstellt, indem die extrahierten Kurven gruppiert und kombiniert werden. Während der Laufzeit werden die ausgelesenen Werte mit dem Modell verglichen, um den Fortschritt zu bestimmen. Falls die zeitliche Ausführung einer ktitischen Anwendung zu stark verzögert wird, werden die Kerne gedrosselt, welche die Störungen verursachen. Das Konzept wurde mit einem TACLeBench-Benchmark evaluiert, der auf einem NXP P4080 Multicore Prozessor ausgefüht, und von einem Xilinx-FPGA beobachtet wurde. Es konnte gezeigt werden, dass der Fortschritt durch den Fingerprint mit einer endgültigen Abweichung von weniger als 1% für eine TACLeBench-Ausführung mit laufenden konkurrierenden Kernen gemessen werden kann. Die Evaluation mit einer realen Avionik-Anwendung zeigte, dass das Konzept für integrierte modulare Avionik-Anwendungen (IMA) genutzt werden kann. Der Ansatz gewährleistet keine robuste Partitionierung im herkömmlichen Sinne. Die Anwendungen auf den verschiedenen Kernen können sich zeitlich gegenseitig beeinflussen, aber ein externes Sicherheitsnetz stellt sicher, dass die Verlangsamung der hochkritischen Anwendung niedrig genug ist, um die Deadlines zu halten. Dies ermöglicht eine effiziente Auslastung des Multicore Prozessors. Außerdem wird jede kritische Anwendung einzeln behandelt und verfügt über ein individuelles Modell. Somit können die kritischen und nicht kritischen Anwendungen, die auf den anderen Kernen ausgeführt werden, ausgetauscht werden, ohne ein Modell neu zu erstellen. Dies vereinfacht die Portierung von bestehenden Anwendungen auf Multicore Prozessoren und ermöglicht den Austausch von Anwendungen ohne eine erneute Zertifizierung

IMPROVING THE PERFORMANCE AND TIME-PREDICTABILITY OF GPUs

Graphic Processing Units (GPUs) are originally mainly designed to accelerate graphic applications. Now the capability of GPUs to accelerate applications that can be parallelized into a massive number of threads makes GPUs the ideal accelerator for boosting the performance of such kind of general-purpose applications. Meanwhile it is also very promising to apply GPUs to embedded and real-time applications as well, where high throughput and intensive computation are also needed. However, due to the different architecture and programming model of GPUs, how to fully utilize the advanced architectural features of GPUs to boost the performance and how to analyze the worst-case execution time (WCET) of GPU applications are the problems that need to be addressed before exploiting GPUs further in embedded and real-time applications. We propose to apply both architectural modification and static analysis methods to address these problems. First, we propose to study the GPU cache behavior and use bypassing to reduce unnecessary memory traffic and to improve the performance. The results show that the proposed bypassing method can reduce the global memory traffic by about 22% and improve the performance by about 13% on average. Second, we propose a cache access reordering framework based on both architectural extension and static analysis to improve the predictability of GPU L1 data caches. The evaluation results show that the proposed method can provide good predictability in GPU L1 data caches, while allowing the dynamic warp scheduling for good performance. Third, based on the analysis of the architecture and dynamic behavior of GPUs, we propose a WCET timing model based on a predictable warp scheduling policy to enable the WCET estimation on GPUs. The experimental results show that the proposed WCET analyzer can effectively provide WCET estimations for both soft and hard real-time application purposes. Last, we propose to analyze the shared Last Level Cache (LLC) in integrated CPU-GPU architectures and to integrate the analysis of the shared LLC into the WCET analysis of the GPU kernels in such systems. The results show that the proposed shared data LLC analysis method can improve the accuracy of the shared LLC miss rate estimations, which can further improve the WCET estimations of the GPU kernels

Contributions to worst-case execution time reduction using compilation techniques

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2017Abstract: A wide range of systems are distinct from the general purpose computingsystems due to the need of satisfying rigorous timing requirements, oftenunder the constraint of available resources, they are generally called realtimesystems. The development of a predictable system is concerned withthe challenges of building systems whose time requirements can be guaranteeda priori. Although, these challenges become even greater when usingprocessors architectural features for performance increase, as cachesand pipelines, which introduce a high degree of uncertainty, making difficultto provide any kind of guarantee. Parallel to this, there are the toolsneeded to develop and execute an application, such as languages, compilers,runtime support, communication systems and scheduling, which mayfurther make difficult the assertion of guarantees. In these systems, theresults of computations must be generated at the right time and faults oftemporal nature can result in catastrophic consequences both in the economicsense as in human lives. These systems are present in countlessapplications, such as in industrial plants, aviation, and the complexity ofthem imposes serious restrictions on the hardware that can be used. Toprovide timing guarantees, we must know the worst-case execution timefor each tasks of the system. In a general purpose architecture aimed atthe average case, the execution time of a program or task can be so greatin the worst case that invalidates the design constraints, or even be impossibleto be calculated or estimated with a reasonable effort. In thisthesis, we integrate compilation with WCET calculation. A compiler canprovide relevant data to facilitate the process of WCET estimation. Toimprove this process, we also use an architecture whose purpose is toconciliate performance with determinism. Considering compilation andWCET integration we present the following contributions: (1) a differentway to perform loop unrolling on data-dependent loops using codepredication targeting WCET reduction, because existing techniques onlyconsider loops with fixed execution counts. (2) considering static branchpredication techniques, we show that a very small gain or even none canbe obtained with new optimization techniques targeted to worst-case executiontime reduction. To achieve this objective, we compare several techniquesagainst the perfect branch predictor. (3) the difference between theWCET of a task and its actual execution time is called gain time. Wepropose a technique that finds specific points of a program (called gainpoints), where there will be an amount of statically estimated gain time inthe case that path is taken by the execution.Uma grande gama de sistemas se distinguem dos sistemas de computaçãode propósito geral pela necessidade de satisfação de requisitos detemporização rigorosos. O desenvolvimento de um sistema previsível preocupasecom os desafios de construção de sistemas cujos requisitos temporais possamser garantidos a priori. Estes desafios tornam-se ainda maiores quandose utiliza recursos arquiteturais para aumento de performance, como cachese pipelines, os quais introduzem um alto grau de incertezas, tornando difícilo provimento de qualquer tipo de garantia. Paralelamente a isto, existem asferramentas necessárias ao desenvolvimento e execução da aplicação, comolinguagens, compiladores, runtime de execução, sistemas de comunicação eescalonamento, os quais podem dificultar ainda mais a asserção de garantias.Nestes sistemas, os resultados das computações devem estar corretosnão somente do ponto de vista lógico, mas também devem ser gerados nomomento correto. As falhas de natureza temporal nestes sistemas são, emalguns casos, consideradas críticas no que diz respeito às suas consequências.Nos sistemas tempo real críticos (hard real-time) o não atendimento de umrequisito temporal pode resultar em consequências catastróficas tanto no sentidoeconômico quanto em vidas humanas. Quando os requisitos temporaisnão são críticos (soft real-time) eles apenas descrevem o comportamento desejado.O não atendimento de tais requisitos reduz a utilidade da aplicaçãomas não a elimina completamente nem resulta em consequências catastróficas.Estes sistemas estão presentes em diversas aplicações, como em plantasindustriais, aviação e eletrônica automotiva, telecomunicações e sistemasespaciais. Em várias destas aplicações, a complexidade dos sistemas de softwareimpõe sérias restrições quanto ao hardware que poderá ser utilizado.Este deverá ter capacidade suficiente para sustentar a aplicação em questão,além de poder estar submetido a restrições não funcionais do projeto, comocusto e eficiência energética.Arquiteturas modernas e de propósito geral possuem como premissabásica aquela que diz que os programas devem executar o mais rápido possívelna maioria das vezes. Este tempo médio é geralmente chamado deACET - Average-case Execution Time. Entretanto, em alguns casos, o tempode uma execução de uma aplicação poderá ser grande em relação ao caso médio,mas ainda estará amortizado entre as diversas execuções do programa.Esta priorização de caso médio impõe certas problemáticas quanto à utilizaçãodeste tipo de arquitetura em sistemas de tempo real. Tais sistemas podemexigir garantias de tempo de execução difíceis de serem obtidas ou muitasvezes inviáveis. Estas garantias exigem o conhecimento do pior tempo deexecução de um programa ou tarefa em um determinado processador, o qualgeralmente é chamado de WCET - Worst-case Execution Time. Em uma arquiteturade propósito geral que vise o caso médio, o tempo de execução nopior caso de um programa ou tarefa pode ser tão grande que inviabilize asrestrições de projeto, ou mesmo ser impossível de ser estimado.Atualmente, existem vertentes acadêmicas que sugerem a utilização deprocessadores e arquiteturas voltadas para aplicações de tempo real. Taisarquiteturas adotam características de hardware que tornam as análises referentesà obtenção de WCET mais simples e rápidas.Uma característica importante é que o desempenho em arquiteturas específicas,como as voltadas para tempo real, pode estar intimamente relacionadoao compilador e as técnicas de compilação empregadas, como exploraçãoestática de paralelismo. Dada a possibilidade de ser obter o WCET deprogramas para uma arquitetura específica, pode-se utilizar estas informaçõesno processo de otimização incremental dos mesmos. Estas otimizações visama redução do WCET, visto que abordagens tradicionais de transformação decódigo feitas por compilador podem até mesmo aumentar o WCET de umprograma.ObjetivosO objetivo deste trabalho é contribuir com aspectos relacionados à compilaçãopara sistemas de tempo real, cujo objetivo primário seja a reduçãode WCET ou melhoria de aspectos relacionados à escalonabilidade. A tesea ser demonstrada é que o íntimo acoplamento de um compilador com umanalisador WCET pode beneficiar tanto a análise quanto a síntese de um programaexecutável ou sistema completo para uma arquitetura determinista. Autilização de uma arquitetura determinista representa uma característica importantedeste trabalho, bem como o desenvolvimento do respectivo analisadorWCET.Dentre os elementos relacionados ao compilador essenciais para a reduçãodo WCET, pode-se citar: Mecanismos para o cálculo de WCET de programas em processo decompilação. Isto implica acoplamento do compilador com o analisadordesenvolvido. Identificação de potenciais pontos a serem beneficiados por otimizações.Este processo envolve interpretação dos resultados do analisador. Descarte de alterações de códigos que aumentem o WCET. Novamente,decisões deverão ser tomadas com base em análises sucessivas.Além dos elementos relacionados, podemos destacar a eficiência doprocesso. O uso de uma arquitetura projetada para aplicações em tempo realpermite o uso de um analisador muito mais rápido e preciso, que visa trazereficiência ao processo. Embora a arquitetura se baseie em um ISA comercial,não existe compilador livre disponível para esta, então, a implementação deum gerador de código inteiramente funcional fez-se necessária como requisitopara realização do trabalho de tese.Entre os elementos considerados como foco desta tese, têm-se: Técnicas de loop unrolling: Laços são frequentemente bons candidatosalvopara otimizações de compilação para extrair o desempenho emprocessadores modernos. Algumas técnicas foram propostas na literaturapara alcançar a redução do WCET usando o loop unrolling, comoem (ZHAO et al., 2006) e (LOKUCIEJEWSKI; MARWEDEL, 2010).Nestes trabalhos, apenas os laços com contagens de execução fixas sãoconsiderados. Previsão estática de desvios: Previsores de desvio são utilizados paraaumentar o desempenho de programas em arquiteturas modernas. Previsoresestáticos podem depender do compilador para definir o comportamentode cada desvio condicional. Esse comportamento é entãoadotado pelo processador para toda a execução do programa. O uso daprevisão estática de desvio como mecanismo para redução do tempo deexecução de pior caso é uma alternativa conhecida e foi primeiramenteproposta por (BODIN; PUAUT, 2005) e (BURGUIERE et al., 2005). Identificação de tempo ganho em programas: Tempo ganho (ou gaintime) (AUDSLEY et al., 1994) (AVILA et al., 2003) (HU et al., 2002)(HU et al., 2003) é a diferença entre o WCET de uma tarefa e o tempode execução real. Uma abordagem comum é identificar o gain timeem tempo de execução comparando o tempo de execução real (medido)com o WCET calculado estaticamente. A identificação do tempo deganho precoce é útil para aumentar a utilização do sistema em tempo deexecução e para economizar energia do sistema, por exemplo.Alcançar a redução do pior tempo de computação em tarefas que compõemum sistema de tempo real é importante pois permite que recursos computacionaisnão sejam desperdiçados, impactando diretamente no custo. Outraimportância para tal redução é a aceitação de tarefas do tipo soft real-time,pois quanto menor o WCET das tarefas do tipo hard, mais tempo de processadorpode ser alocado para este tipo de tarefa.ContribuiçõesAs contribuições desta tese para o estado da arte são:1. A proposição de uma maneira diferente de executar o loop unrollingsobre laços cujas execuções são dependentes de dados usando a predicaçãode código visando redução de WCET, porque as técnicas existentesconsideram apenas laços com contagens de execução fixas. A técnicaproposta também foi combinada com abordagens de loop unrollingexistentes. Os resultados mostraram que esta combinação pode produziragressivas reduções de WCET quando comparadas com o códigooriginal.2. Em relação às técnicas de predição estática de desvios, são mostradosque somente ganhos pequenos ou mesmo nenhum ganho pode ser obtidocom novas técnicas de otimização direcionadas para a redução do tempode execução do pior caso. Para alcançar esse objetivo, foram comparadasvárias técnicas contra o previsor de desvio perfeito. Este previsorpermite estimar a redução máxima de WCET que pode ser obtida comabordagens estáticas. Além da técnica clássica da literatura, foi incluídana comparação uma nova técnica centrada em WCET que atua comouma abordagem de força bruta para aproximar os resultados do preditorperfeito. A comparação também inclui técnicas de compilação nãodiretamente orientadas para redução de WCET. Como resultado, sãomostradas que as técnicas consideradas nesta tese estão próximas do resultadoótimo obtido pelo previsor perfeito. Também é mostrado quea técnica proposta produz resultados ligeiramente melhores do que asdemais técnicas. Como contribuição secundária, é mostrado que as técnicasinconscientes de WCET também podem ser usadas em ambientesem tempo real porque apresentam bons resultados e baixa complexidade.As técnicas de previsão foram avaliadas usando um conjunto deexemplos dos benchmarks para WCET de Mälardalen.3. Um problema do WCET é que ele é relativo a um único caminho de execução,especificamente o caminho de execução do pior caso (WCEP).Quando uma aplicação em tempo real executa sobre um caminho diferentedo WCEP, seu tempo de execução será provavelmente menor doque o WCET. A diferença entre o WCET de uma tarefa e seu tempo deexecução real é chamado de tempo ganho. Neste trabalho, é propostauma técnica que encontra pontos específicos de um programa (chamadospontos de ganho), onde haverá uma quantidade de tempo ganhoestimado estaticamente no caso de esse caminho ser tomado pela execução.Como estudo de caso, é apresentado o tempo ganho obtido pelaaplicação estratégia proposta a um benchmark da série de benchmarkspara WCET de Mälardalen. Para o benchmark selecionado, foram identificadosvários pontos de ganho e alguns deles com uma quantidadesignificativa de tempo ganho detectado estaticamente.ConclusãoSistemas de tempo real estão presentes em diversos segmentos da indústria,desde sistemas aviônicos a eletrônica automotiva, passando por sistemasindustriais. No passado, tais sistemas eram bastante simples, considerandoa demanda por recursos computacionais e interdependência entretarefas. Porém hoje o cenário é outro: têm-se aplicações com altíssimo nívelde complexidade, por vezes geradas sem intervenção humana a partir de modelosformais. Cada tarefa componente destas aplicações possui seu próprioprazo e por vezes depende de resultados provenientes de outras tarefas (possivelmenteatravés de uma rede), levando a necessidade de estimativa tambémde prazos fim-a-fim.Levantado o cenário anterior, percebe-se que processadores simples,como microcontroladores, não são capazes de atender aplicações de temporeal como atendiam no passado. Neste caso, torna-se necessária a utilizaçãode processadores com maior capacidade computacional, com mecanismos deaumento desempenho, como pipelines, caches e execução especulativa. Oproblema com estes mecanismos é a dificuldade de cálculo do pior caso notempo de computação, devido a fatores como anomalias temporais. Entretanto,algumas vertentes da literatura sugerem o uso de arquiteturas voltadaspara tempo-real, ou seja, deterministas.Neste trabalho, foi objetivada a geração e otimização de código parauma arquitetura determinista mas com mecanismos de aumento de performance.O objetivo primário foi a redução de WCET de programas, bemcomo o levantamento de alguns parâmetros úteis no projeto de um sistemade tempo real. A redução de WCET importante para não sobre-dimensionarsistemas, não desperdiçando assim, recursos computacionais. A utilizaçãode uma arquitetura determinista aliada a redução de WCET induz a sistemasbem dimensionados em termos de recursos.Usando técnicas como loop unrolling usando predicação de código eprevisão estática de desvios, foi possível reduzir o pior caso no tempo decomputação de tarefas. A caracterização de tempo ganho, do ponto de vistapuramente estático, também pôde ser alcançada neste trabalho

Improving time predictability of shared hardware resources in real-time multicore systems : emphasis on the space domain

Critical Real-Time Embedded Systems (CRTES) follow a verification and validation process on the timing and functional correctness. This process includes the timing analysis that provides Worst-Case Execution Time (WCET) estimates to provide evidence that the execution time of the system, or parts of it, remain within the deadlines. A key design principle for CRTES is the incremental qualification, whereby each software component can be subject to verification and validation independently of any other component, with obvious benefits for cost. At timing level, this requires time composability, such that the timing behavior of a function is not affected by other functions. CRTES are experiencing an unprecedented growth with rising performance demands that have motivated the use of multicore architectures. Multicores can provide the performance required and bring the potential of integrating several software functions onto the same hardware. However, multicore contention in the access to shared hardware resources creates a dependence of the execution time of a task with the rest of the tasks running simultaneously. This dependence threatens time predictability and jeopardizes time composability. In this thesis we analyze and propose hardware solutions to be applied on current multicore designs for CRTES to improve time predictability and time composability, focusing on the on-chip bus and the memory controller. At hardware level, we propose new bus and memory controller designs that control and mitigate contention between different cores and allow to have time composability by design, also in the context of mixed-criticality systems. At analysis level, we propose contention prediction models that factor the impact of contenders and don¿t need modifications to the hardware. We also propose a set of Performance Monitoring Counters (PMC) that provide evidence about the contention. We give an special emphasis on the Space domain focusing on the Cobham Gaisler NGMP multicore processor, which is currently assessed by the European Space Agency for its future missions.Los Sistemas Críticos Empotrados de Tiempo Real (CRTES) siguen un proceso de verificación y validación para su correctitud funcional y temporal. Este proceso incluye el análisis temporal que proporciona estimaciones de el peor caso del tiempo de ejecución (WCET) para dar evidencia de que el tiempo de ejecución del sistema, o partes de él, permanecen dentro de los límites temporales. Un principio de diseño clave para los CRTES es la cualificación incremental, por la que cada componente de software puede ser verificado y validado independientemente del resto de componentes, con beneficios obvios para el coste. A nivel temporal, esto requiere composabilidad temporal, por la que el comportamiento temporal de una función no se ve afectado por otras funciones. CRTES están experimentando un crecimiento sin precedentes con crecientes demandas de rendimiento que han motivado el uso the arquitecturas multi-núcleo (multicore). Los procesadores multi-núcleo pueden proporcionar el rendimiento requerido y tienen el potencial de integrar varias funcionalidades software en el mismo hardware. A pesar de ello, la interferencia entre los diferentes núcleos que aparece en los recursos compartidos de os procesadores multi núcleo crea una dependencia del tiempo de ejecución de una tarea con el resto de tareas ejecutándose simultáneamente en el procesador. Esta dependencia amenaza la predictabilidad temporal y compromete la composabilidad temporal. En esta tésis analizamos y proponemos soluciones hardware para ser aplicadas en los diseños multi núcleo actuales para CRTES que mejoran la predictabilidad y composabilidad temporal, centrándose en el bus y el controlador de memoria internos al chip. A nivel de hardware, proponemos nuevos diseños de buses y controladores de memoria que controlan y mitigan la interferencia entre los diferentes núcleos y permiten tener composabilidad temporal por diseño, también en el contexto de sistemas de criticalidad mixta. A nivel de análisis, proponemos modelos de predicción de la interferencia que factorizan el impacto de los núcleos y no necesitan modificaciones hardware. También proponemos un conjunto de Contadores de Control del Rendimiento (PMC) que proporcionoan evidencia de la interferencia. En esta tésis, damós especial importancia al dominio espacial, centrándonos en el procesador mutli núcleo Cobham Gaisler NGMP, que está siendo actualmente evaluado por la Agencia Espacial Europea para sus futuras misiones

A Perspective on Safety and Real-Time Issues for GPU Accelerated ADAS

The current trend in designing Advanced Driving Assistance System (ADAS) is to enhance their computing power by using modern multi/many core accelerators. For many critical applications such as pedestrian detection, line following, and path planning the Graphic Processing Unit (GPU) is the most popular choice for obtaining orders of magnitude increases in performance at modest power consumption. This is made possible by exploiting the general purpose nature of today's GPUs, as such devices are known to express unprecedented performance per watt on generic embarrassingly parallel workloads (as opposed of just graphical rendering, as GPUs where only designed to sustain in previous generations). In this work, we explore novel challenges that system engineers have to face in terms of real-time constraints and functional safety when the GPU is the chosen accelerator. More specifically, we investigate how much of the adopted safety standards currently applied for traditional platforms can be translated to a GPU accelerated platform used in critical scenarios

Proceedings Work-In-Progress Session of the 13th Real-Time and Embedded Technology and Applications Symposium

The Work-In-Progress session of the 13th IEEE Real-Time and Embedded Technology and Applications Symposium (RTAS\u2707) presents papers describing contributions both to state of the art and state of the practice in the broad field of real-time and embedded systems. The 17 accepted papers were selected from 19 submissions. This proceedings is also available as Washington University in St. Louis Technical Report WUCSE-2007-17, at http://www.cse.seas.wustl.edu/Research/FileDownload.asp?733. Special thanks go to the General Chairs – Steve Goddard and Steve Liu and Program Chairs - Scott Brandt and Frank Mueller for their support and guidance