멀티코어 기반 차량용 임베디드 시스템의 타임-트리거드 아키텍처 설계와 구현

Abstract

최근 차량용 임베디드 시스템은 안전성과 성능 향상을 위해 멀티코어를 사용한다. 하지만 코어 간 데이터 통신 시 발생하는 Spinning 시간은 태스크의 응답시간 지연을 초래한다. 이에 본 논문에서는 Time Triggered Architecture (TTA)를 이용하여 AUTOSAR 멀티코어 환경에서 스케줄링 최적화하는 방법을 제시한다. 각 태스크의 스케줄링 가능성을 확보하기 위해, DQN (Deep Q-Network) 강화학습을 이용한 태스크 할당 알고리즘을 제시하여 코어 간 부하 균등화를 최적화한다. 또한 태스크 Harmonic Period 설정하는 방법과 태스크 Offset, Deadline 설정 알고리즘을 설명한다. 이후 런타임에서 다른 코어의 타이밍 오류로 인한 문제 발생을 감지하는 방법에 대해 설명한다. 연료전지제어기 모델에 적용 결과, 부하 균등화 정도가 94% 개선되었으며 태스크의 실행구간이 상호 배제가 강제됨과 각 알고리즘이 잘 적용됨을 확인하였다. 또한 태스크 할당 알고리즘은 최적의 값 대비 약 78% 이상의 확장성을 보였다.