Os autores: Tobias Betz, Universidade Técnica de Múnic, Alemaña (2) Long Wen, Universidade Técnica de Múnic, Alemaña; (3) Fengjunjie Pan, Universidade Técnica de Munich, Alemaña; (4) Gemb Kaljavesi, Universidade Técnica de Munich, Alemaña; Alexander Zuepke, Universidade Técnica de Múnic, Alemaña Andrea Bastoni, Universidade Técnica de Múnic, Alemaña Marco Caccamo, Universidade Técnica de Múnic, Alemaña (8) Alois Knoll, Universidade Técnica de Munich, Alemaña; (9) Johannes Betz, Universidade Técnica de Múnic, Alemaña. Authors: Tobias Betz, Universidade Técnica de Múnic, Alemaña (2) Long Wen, Universidade Técnica de Múnic, Alemaña; (3) Fengjunjie Pan, Universidade Técnica de Munich, Alemaña; (4) Gemb Kaljavesi, Universidade Técnica de Munich, Alemaña; Alexander Zuepke, Universidade Técnica de Múnic, Alemaña Andrea Bastoni, Universidade Técnica de Múnic, Alemaña Marco Caccamo, Universidade Técnica de Múnic, Alemaña (8) Alois Knoll, Universidade Técnica de Munich, Alemaña; (9) Johannes Betz, Universidade Técnica de Múnic, Alemaña. Mesa da esquerda Abstracto e I. Introdución II. Traballo relacionado Arquitectura de microservizos para un software de condución autónoma IV. Experimentos V. Resultados VI. Discusións VII. Conclusións, recoñecementos e referencias —The automotive industry is transitioning from traditional ECU-based systems to software-defined vehicles. A central role of this revolution is played by containers, lightweight virtualization technologies that enable the flexible consolidation of complex software applications on a common hardware platform. Despite their widespread adoption, the impact of containerization on fundamental real-time metrics such as end-to-end latency, communication jitter, as well as memory and CPU utilization has remained virtually unexplored. This paper presents a microservice architecture for a real-world autonomous driving application where containers isolate each service. Our comprehensive evaluation shows the benefits in terms of end-to-end latency of such a solution even over standard bare-Linux deployment. Specifically, in the case of the presented microservice architecture, the mean end-to-end latency can be improved by 5-8%. Also, the maximum latencies were significantly reduced using container deployment. Abstract Abstraccións I. Introdución O mercado latente de vehículos de sensores está cambiando directamente cara aos vehículos definidos por software (SDV), o que permite un ecosistema automóbil máis centrado en software. Por exemplo, o consorcio de vehículos de código aberto SOAFEE [1], [2] apunta especificamente a SDV e reúne aos fabricantes de OEM, Tier 1 e chips para traballar nos retos. A arquitectura E/E de SDV baséase nunha unidade de computación central na que un poderoso ordenador de alto rendemento xestiona e coordina diversas funcionalidades. Estas funcións inclúen o procesamento de datos de sensores, o funcionamento de sistemas de infotainment, os sistemas avanzados de asistencia ao condutor e a comunicación cos sistemas externos. Isto permite a separación do software da funcionalidade do hardware para lograr unha maior modularidade e escalabilidade. Técnicas de Navegar e responder ás condicións de estrada dinámicas de forma segura e fiable.O incumprimento destes requisitos en tempo real podería levar a unha degradación do rendemento e un aumento do risco de accidentes [4].No contexto das arquitecturas de condución autónoma definidas por software, os profesionais experimentaron con estruturas que simplifican as tarefas difíciles de configurar, axustar e optimizar as complexas cadeas de interdependencia arquitectónica. Este artigo introduce unha arquitectura de microservizos —desenvolvida e aplicada ao vehículo de investigación EDGAR [7]— que está explicitamente deseñada para Autoware, un software de condución autónoma de código aberto construído en ROS 2. Dado que o impacto das tecnoloxías de virtualización de peso lixeiro sobre a latencia do software complexo aínda non foi considerado, este artigo investiga o impacto da containerización sobre a latencia de extremo a extremo nos sistemas de condución autónoma. En particular, centrámonos na latencia de extremo a extremo dunha arquitectura de condución autónoma do mundo real baseada en Autoware. Implementamos a arquitectura en dúas plataformas diferentes (x86 e aarch64) utilizando múltiples configuracións correspondentes a un nivel crecente de illamento baseado en contedores (ver Figura 1). Usando • Presentamos a estrutura e o proceso de construción dunha arquitectura de microservizos para software de condución autónoma que serve como test para o traballo futuro. • Realizamos unha análise exhaustiva do impacto da containerización utilizando tanto valores de referencia específicos como medidas directas sobre configuracións cada vez máis illadas de microservizos. • Avaliamos cuantitativamente varias métricas en tempo real, incluíndo latencia de fin a fin, jitter, CPU do sistema e utilización da memoria. Contrariamente á crenza común, os nosos resultados mostran que os contedores poden alcanzar unha latencia de fin a fin máis baixa e unha mellor utilización do sistema que as configuracións de Linux. Isto subliña o desafío de atopar as opcións de configuración máis adecuadas en escenarios de sistema moi complexos e mostra o beneficio da containerización para futuros sistemas SDV. A arquitectura de microservizos desenvolvida será contribuída de código aberto á Fundación Autoware (https://github.com/autowarefoundation/autoware). II. Traballo relacionado Varios artigos discuten os retos e avances nos sistemas embutidos e no software automóbil. Sax et al. [11] enfatizan os ciclos de lanzamento máis curtos, as variantes aumentadas e as actualizacións de software nos vehículos modernos. Con todo, non proporcionan ningunha análise en profundidade de solucións ou ferramentas particulares. A integración de novas funcionalidades aumenta a complexidade dos sistemas de vehículos, requirindo unha consideración coidadosa da arquitectura e distribución das unidades de control electrónico para xestionar efectivamente esta complexidade [12]. Kugele et al. [13] discuten a provisión de servizos elásticos en vehículos intelixentes. A xestión de diferentes cargas de traballo, restricións de recursos e cambios nos requisitos dos usuarios é destacada como unha necesidade. Microservizos e arquitecturas orientadas a servizos (SOA) teñen o potencial de mellorar a flexibilidade dos sistemas automóbiles. Lotz et al. [14] investigan a viabilidade e o impacto da implementación dunha arquitectura de microservizos para sistemas de asistencia ao condutor e demostran a redución da complexidade e a mellora dos sistemas de software. Tamanaka et al. [15] presentan un marco conceptual para unha arquitectura tolerante a fallos e destacan o uso de microservizos e containerización como compoñentes críticos. En [16], unha revisión da literatura explora os principios de deseño e as estratexias de refinamento arquitectónico para microservizos. A través dun estudo de mapeamento sistemático, Kukulicic et al. [17] analiza a adopción de SOA no software automóbil. A usabilidade As aplicacións baseadas no núcleo de ROS e as aplicacións baseadas no núcleo permiten que se realice o rendemento [27] do sistema virtualizador, o enfoque en latín da virtualización e o enfoque en latín da automoción en diversos sistemas. [26] os autores están influenciados por sistemas de automoción no cadro de automoción en base a un tempo de execución máis longo para avaliar os custos de recursos das diversas tecnoloxías de virtualización. [27] As aplicacións baseadas no núcleo de ROS e as aplicacións baseadas no núcleo son avaliadas [27] e as aplicacións baseadas en virtualizador permiten que se avalíe o rendemento [27] do sistema virtualizador, o enfoque en latín da automoción e o enfoque en latín do sistema Este artigo está dispoñible en arquivo baixo a licenza CC by 4.0 Deed (Attribution 4.0 International). Este documento é A súa licenza é CC by 4.0 Deed (Attribution 4.0 International). Dispoñible en arquivo
