A szerzők: (1) Tobias Betz, München Műszaki Egyetem, Németország (2) Long Wen, München Műszaki Egyetem, Németország Fengjunjie Pan, München Műszaki Egyetem, Németország (4) Gemb Kaljavesi, München Műszaki Egyetem, Németország; Alexander Zuepke, München Műszaki Egyetem, Németország Andrea Bastoni, München Műszaki Egyetem, Németország Marco Caccamo, München Műszaki Egyetem, Németország (8) Alois Knoll, München Műszaki Egyetem, Németország; (9) Johannes Betz, München Műszaki Egyetem, Németország. Authors: (1) Tobias Betz, München Műszaki Egyetem, Németország (2) Long Wen, München Műszaki Egyetem, Németország Fengjunjie Pan, München Műszaki Egyetem, Németország (4) Gemb Kaljavesi, München Műszaki Egyetem, Németország; Alexander Zuepke, München Műszaki Egyetem, Németország Andrea Bastoni, München Műszaki Egyetem, Németország Marco Caccamo, München Műszaki Egyetem, Németország (8) Alois Knoll, München Műszaki Egyetem, Németország; (9) Johannes Betz, München Műszaki Egyetem, Németország. Baloldali asztal Absztrakt és I. Bevezetés II. Kapcsolódó munkák III. Mikroszolgáltatási architektúra az autonóm vezetés szoftveréhez IV. Kísérletek V. Eredmények VI. Megvitatás VII. Következtetés, elismerések és hivatkozások —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 absztrakt I. Bevezetés A szoftver-meghatározott járművek (SDV) felé halad az érzékelő járművek piaca, amely lehetővé teszi a szoftver-központú autóipari ökoszisztémát. Például a nyílt forráskódú járműkonzorcium SOAFEE [1], [2] kifejezetten az SDV-t célozza meg, és összehozza az OEM-eket, a Tier 1-eket és a chipgyártókat a kihívások kezelésére. Az SDV-k E/E architektúrája olyan központi számítástechnikai egységre épül, amelyben egy nagy teljesítményű számítógép kezeli és koordinálja a különböző funkciókat. Ezek a funkciók magukban foglalják az érzékelőadatok feldolgozását, az infotainment rendszerek működését, a fejlett vezetőtámogató rendszereket és navigálni és biztonságosan és megbízhatóan reagálni a dinamikus közlekedési körülményekre. A valós idejű követelmények teljesítésének elmulasztása a teljesítmény romlásához és a balesetek fokozott kockázatához vezethet [4]. A szoftver által meghatározott autonóm vezetési architektúrák összefüggésében a szakemberek olyan keretrendszerekkel kísérleteztek, amelyek egyszerűsítik az építészeti kölcsönösségek összetett láncai konfigurálásának, beállításának és optimalizálásának nehéz feladatát. Mivel a könnyű virtualizációs technológiáknak az összetett szoftverek késleltetésére gyakorolt hatása – tudásunk szerint – még nem került figyelembe, ez a tanulmány a konténerizációnak az autonóm vezetési rendszerek végső-végső késleltetésére gyakorolt hatását vizsgálja (lásd 1. ábrát). Pontosabban, az Autoware-en alapuló valós világú autonóm vezetési architektúra végső-végső késleltetésére összpontosítunk. Az architektúrát két különböző platformra (x86 és aarch64) telepítjük, több konfigurációval, amelyek megfelelnek a konténeralapú szigetelés növekvő szintjének (lásd 1. ábrát). Az iparági szabványos gyakorlat alkalmazásával [8], a konténerorkestrációs eszközöket k3s [9] és Docker [ • Bemutatjuk az önálló vezetésű szoftverek mikroszolgáltatási architektúrájának szerkezetét és építési folyamatát, amely a jövőbeli munkák tesztelőként szolgál. • Átfogó elemzést végzünk a konténerizáció hatásairól, mind a specifikus referenciamutatókat, mind a közvetlen méréseket alkalmazva az egyre elszigeteltebb mikroszolgáltatási konfigurációkra. • Kvantitatív módon értékelünk több valós idejű mutatót, beleértve az end-to-end késleltetést, a jittert, a rendszer CPU-ját és a memóriafelhasználást. A közhiedelemmel ellentétben az eredmények azt mutatják, hogy a konténerek alacsonyabb vég-vég késleltetést és jobb rendszerfelhasználást érhetnek el, mint a puszta Linux konfigurációk. Ez hangsúlyozza a legmegfelelőbb konfigurációs lehetőségek megtalálásának kihívását nagyon összetett rendszerforgatókönyvekben, és bemutatja az SDV-rendszerek számára a konténeresítés előnyeit. A kifejlesztett mikroszolgáltatási architektúra nyílt forráskódú hozzájárulást nyújt az Autoware Alapítványnak (https://github.com/autowarefoundation/autoware). II. Kapcsolódó munkák Néhány tanulmány a beágyazott rendszerek és az autóipari szoftverek kihívásait és fejlődését tárgyalja. Sax et al. [11] hangsúlyozza a korszerű járművek rövidebb kibocsátási ciklusait, megnövekedett változatait és szoftverfrissítéseit. Mindazonáltal nem nyújtanak mélyreható elemzést az egyes megoldásokról vagy eszközökről. Az új funkciók integrálása növeli a járműrendszerek összetettségét, ami az elektronikus vezérlőegységek architektúrájának és elosztásának gondos megfontolását igényli, hogy hatékonyan kezeljék ezt a bonyolultságot [12]. Kugele et al. [13] megvitatja az intelligens járművekben a rugalmas szolgáltatásnyújtást. A különböző A mikroszolgáltatások és a szolgáltatásorientált architektúrák (SOA) potenciáljuk van az autóipari rendszerek rugalmasságának javítására. Lotz és társai [14] vizsgálják a járművezetőt segítő rendszerek mikroszolgáltatási architektúrájának megvalósíthatóságát és hatását, és demonstrálják a szoftverrendszerek összetettségének csökkentését és javítását. Tamanaka és társai [15] bemutatják a hibatűrő architektúra koncepcionális keretrendszerét, és kiemelik a mikroszolgáltatások és a konténerizáció kritikus összetevőként történő használatát. [16] A szakirodalmi felülvizsgálat a mikroszolgáltatások tervezési elveit és építészeti finomítási stratégiáit vizsgálja. Rendszeres térképezési tanulmány révén Kukulicic és társai [ A legfontosabb, hogy az automotive rendszerek a legmagasabb szintű időmérőre vonatkoznak, a legfontosabb, hogy értékeljék a különböző virtualizációs technológiák hatékonyságát. A legfontosabb, hogy összehasonlítsák a különböző virtualizációs eszközök hatékonyságát és gyengeségeit a különböző felhőalapú számítógépes eszközökben, a legfontosabb, hogy a felhőalapú számítógépes eszközöket a legmagasabb szintű időmérő rendszerekkel összehasonlítsák. a legfontosabb, hogy összehasonlítsák a legfontosabb, a legfontosabb, a legfontosabb, a legfontosabb, a legfontosabb, a legfontosabb, a legfontosabb, a legfontosabb, a legfontosabb, a legfontosabb, a legfontosabb, a legfont Ez a dokumentum a CC by 4.0 Deed (Attribution 4.0 International) licenc alatt érhető el. Ez a papír az CC by 4.0 Deed (Attribution 4.0 International) licenc alatt. Elérhető archívum
