Multicore – Embedded Software Engineering

Asymmetrisches Multiprocessing auf heterogenen MPSoCs stellt Entwickler von echtzeitkritischen Anwendungen oft vor gewaltige Herausvorderungen.

Viele Entwickler deaktivieren gerne sämtliche Interrupts, um gleichzeitige oder zufällige Interrupts zu vermeiden. Das neigt allerdings gerade bei asynchronen Multicore-Systemen dazu, ihre Effizienz zu schmälern. Die richtigen Tools können dabei helfen, gerichtete wie auch zufällige Interrupts besser zu beherrschen.

Das Echtzeit Betriebssystem RTEMS wurde nun auch in seiner Multicore-Variante von der europäischen Raumfahrtbehörde ESA für den sicherheitskritischen Einsatz in Satelliten zertifiziert.

Piloten beim Training in Flugsimulator. In der Avionik sind Systeme, die Abstand und Beschaffenheut des Untergrundes überwachen, unverzichtbar. Diese Systeme müssen höchsten Anforderungen Cybersicherheit und möglichst niedrige Latenzzeiten besitzen. Multicore-Architekturen versprechen zudem, solche Systeme kostengünstig und platzsparend zu halten.

In einem komplexen Multicore-System kann es Gruppen identischer Kerne geben, die mit einem SMP-Betriebssystem oder einem Hypervisor verwaltet werden können.

Bild 1: Diverse Software-Architekturen erfordern Software-Standards mit einem skalierbaren Ansatz.

Im Embedded-Umfeld sind Multicore-Systeme immer häufiger anzutreffen. Die am weitesten verbreitete Software-Architektur ist Asymmetrisches MultiProcessing (AMP), bei der jeder Kern mit einem eigenen Betriebssystem oder gar ohne Betriebssystem arbeitet. Solche Systeme benötigen in der Regel eine übergeordnete Überwachungssoftware, die die Kontrolle der Boot-Reihenfolge und der Kommunikation und Sicherheit zwischen den Kernen ermöglicht. Es gibt im Großen und Ganzen zwei Optionen: einen Hypervisor oder ein Multicore-Rahmenwerk, wie z.B. solche, die auf dem OpenAMP-Standard basieren.

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Stand vom 15.04.2021

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