¿Qué impide que los fabricantes de equipos opten por equipos multinúcleo basados ​​en RTOS?

Costes de desarrollo, complejidad y necesidad.

En un sistema que tiene que ser duro en tiempo real, el multinúcleo es una molestia (piense caro) y la mayoría de las cosas que necesitan ser difíciles en tiempo real no son tan complejas. Las cosas que no necesitan ser difíciles en tiempo real no necesitan ser RTOS, por lo que tiene un sistema que maneja todas las cosas difíciles en tiempo real y otro que ejecuta Linux y maneja las otras cosas.

La tecnología multinúcleo AFAIK se usa actualmente en algunas soluciones automotrices, sin embargo, por lo general no como SMP( procesamiento multinúcleo simétrico ), sino como AMP( procesamiento multinúcleo asimétrico ), donde cada núcleo ejecuta sus propias tareas dedicadas, o como núcleos duales de paso fijo que ejecutan el mismo código para obtener más fiabilidad.

Este artículo de los ingenieros de Freescale ofrece algunas razones para su introducción en los automóviles:

Los SoC automotrices han sido tradicionalmente de un solo núcleo, ya que no se les dedicaba mucho trabajo computacional o aplicaciones de alta gama. Los automóviles eran más simples, al igual que las aplicaciones y los SoC. A medida que más y más componentes electrónicos hacían espacio en los automóviles, la complejidad de los SoC seguía aumentando. Ahora el enfoque es tener la mayor parte del automóvil bajo control electrónico.

Los automóviles de gama alta producidos en la actualidad ofrecen funciones como control electrónico de estabilidad (ESC), sistema de control de tracción (TCS), sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS), etc. Estas funciones requieren SoC complejos que puedan recopilar, procesar y transferir datos a gran velocidad. desde varios periféricos.

No importa a qué alta frecuencia esté operando el núcleo único, siempre tendrá cuellos de botella y desafíos de rendimiento al realizar múltiples tareas. Un solo núcleo que se ejecuta en una frecuencia más alta consume más energía. Esto hace que la arquitectura de un solo núcleo no sea apta para aplicaciones de ultra bajo consumo. La arquitectura SOC basada en doble núcleo proporciona una mejor compensación en rendimiento y consumo de energía que las arquitecturas basadas en un solo núcleo.

Freescale también tiene un documento Multinúcleo integrado: una introducción que amplía las ventajas y los desafíos de los chips multinúcleo en entornos integrados. Por ejemplo (en buses de interconexión):

Irónicamente, aunque los microprocesadores pueden realizar casi instantáneamente el tipo de complicaciones complejas en las que hace décadas las instituciones gastaron millones y construyeron habitaciones, el paso al procesamiento multinúcleo ha sacado a la luz un problema simple: debido a que el ancho de banda total debe dividirse entre los maestros del bus, más núcleos significa menos ancho de banda por núcleo.

Además, con el aumento del tráfico de autobuses, aumenta el riesgo de colisiones y esto reduce aún más el ancho de banda. En resumen, un bus no escala muy por encima de los cuatro núcleos.

Si bien la industria automotriz tiene sus propios requisitos de seguridad y certificación, creo que es un poco más fácil para los fabricantes experimentar con soluciones multinúcleo en tierra, en comparación con los aviones que tienen que volar correctamente en todas las situaciones y tienen mucho más potencial de daño, por lo que es probable que la adopción multinúcleo ser mucho más lento.

Sin embargo, también pueden introducirse en la aviónica en algún momento:

El grupo de trabajo Multicore for Avionics (MCFA), que incluye representantes de BAE Systems, BARCO, Boeing, EADS, ELBIT, GE Aviation, Hamilton Sunstrand, Honeywell, Rockwell Collins, Thales y Freescale, se estableció para ayudar a las empresas comerciales de aviónica a aprovechar la Las ventajas de rendimiento, potencia y tamaño de los sofisticados procesadores multinúcleo integrados, como los de Freescale.

fuente

Informe de la reunión del grupo de trabajo de 2013: http://onboard.thalesgroup.com/successful-multi-core-for-avionics-working-group-meeting-with-authorities/

Los sistemas multinúcleo significan que, a nivel del procesador, tiene que haber un bus de interconexión que comparta datos. Esta interconexión genera cierto nivel de indeterminismo a niveles de nanosegundos: ¿qué sucede si los datos solicitados están en la memoria caché del núcleo 1 y el proceso está en el núcleo 2? ¿Qué pasa si surge una disputa?

Además, cuando RTOS inicie el micronúcleo, ¿cómo aprovechará múltiples núcleos, como unidades separadas? ¿Cumplirá con las estrictas pautas de seguridad si comparte la memoria caché L3 pero tiene una memoria caché L1/L2 separada?