Optimisation de l'efficacité des véhicules modernes : libérer la puissance de la distribution multicœur AUTOSAR

Le passage au multicœur dans l'automobile

L'industrie automobile adopte rapidement les architectures multicœurs afin de répondre à la demande croissante en fonctionnalités avancées et en architectures centralisées pour les véhicules. À l'instar de la révolution informatique des années 2000, les systèmes logiciels actuels doivent évoluer pour exploiter pleinement le potentiel des microcontrôleurs multicœurs (MCU) et des systèmes sur puce (SoC). Cette transition pose des défis importants et oblige les développeurs à repenser leur approche de la conception, de la configuration et de l'optimisation des logiciels. ETAS, leader dans le domaine des solutions logicielles pour l'automobile, est à la pointe de cette évolution. En 2009, l'entreprise a développé la première pile AUTOSAR multicœur au monde pour la production en série de véhicules. Avec plus de 4 milliards d'ECU dans le monde qui s'appuient sur ETAS RTA-CAR (RTA-Classic AUTOSAR), l'entreprise a acquis une vaste expérience dans l'accompagnement de ses clients du secteur automobile pour les aider à naviguer dans les complexités des implémentations multicœurs.

Les défis de la parallélisation et des systèmes profondément intégrés

Le simple fait d'ajouter des cœurs supplémentaires ne se traduit pas automatiquement par des gains de performances linéaires. Des facteurs tels que la surcharge de synchronisation, le changement de contexte, les conflits d'accès aux ressources, les temps d'accès à la mémoire et les limites inhérentes à la loi d'Amdahl contribuent tous à la difficulté d'obtenir une parallélisation optimale. La clé réside dans la maximisation des opérations parallèles, la minimisation des tâches séquentielles et l'optimisation de l'utilisation de la mémoire afin d'éviter les goulots d'étranglement.

Les systèmes profondément intégrés dans les véhicules doivent répondre à des exigences strictes en matière de sécurité, de fiabilité et de comportement en temps réel. Historiquement, ces systèmes ont été construits sur des architectures monocœur. La migration du code monocœur existant vers des environnements multicœurs est difficile. La migration des systèmes existants vers le multicœur est souvent préférée à la conception d'un nouveau système à partir de zéro. ETAS a été l'un des premiers à introduire la prise en charge multicœur dans la norme AUTOSAR et a simultanément développé la pile ETAS RTA-CAR BSW afin de rendre cette fonctionnalité utilisable. La pile RTA-CAR BSW a progressivement été développée pour devenir une gamme complète de piles offrant diverses options architecturales pour la distribution BSW, y compris le modèle « maître/satellite », conçu pour optimiser l'utilisation des cœurs dans les systèmes partitionnés.

Mises en œuvre pratiques : exemples concrets

Ce livre blanc explore les considérations pratiques pour optimiser les distributions multicœurs AUTOSAR à travers des exemples concrets issus du secteur automobile. Il examine trois scénarios distincts :

• Optimisation de la répartition de la charge : un équipementier rencontrait des problèmes d'exécution sur un cœur de son calculateur ECU multicœur. ETAS a aidé à redistribuer la charge en déplaçant la pile Com du cœur surchargé vers un cœur moins sollicité. Cela a permis d'obtenir une meilleure répartition de la charge de travail. Il est essentiel de comprendre les objectifs d'optimisation spécifiques afin de déterminer la meilleure configuration pour le système.