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Multicore im Automobil - Ergebnisse der Realisierung einer neuen SW/HW Architektur
Dr. Dietmar Millinger, Elektrobit Austria
Im Zuge des aktuellen Trends fortschreitender Elektronik-Integration halten jetzt auch im Automobil Multicore Mikrocontroller Einzug. Verschiedene Gründe sprechen für den zunehmenden Einsatz von Multicore Microcontrollern: Durch steigende Funktionskomplexität haben automobile Elektroniksysteme immer höhere Anforderungen an die Rechenleistung. Diesen wird man mit Singlecoreprozessoren in naher Zukunft nicht mehr gerecht werden können. Redundanz in sicherheitsrelevanten Steuergeräten kann auf Basis der größeren Unabhängigkeit von Software- Funktionen auf unterschiedlichen Kernen realisiert werden. Im Vergleich zu Mehrprozessorsystemen hat man in Multicoreplattformen bei der Verteilung von Software wesentlich größere Freiheitsgrade, weil Architektureinschränkungen und Overhead durch Kommunikation geringer sind. Multicoresysteme versprechen im Vergleich zu Mehrprozessor-Systemen Gewichts-, Platz-, Stromverbrauchs- und folglich Kosten- und CO2-Reduktion.
Der Beitrag diskutiert das Potential von Multicorearchitekturen im Kontext der unterschiedlichen Anforderungen der Domänen Chassis, Bodyund Powertrain. Um die Rechenleistung von Multicoreprozessoren effektiv nutzen zu können, müssen aber auch Basissoftware, Toolunterstützung und Methoden vorhanden sein, die das sinnvolle Verteilen von Software auf mehrere Rechenkerne eines Prozessors ermöglichen. AUTOSAR bietet ab Release 4.0 erstmals eine standardisierte Unterstützung für die verteilte Ausführung von Software auf embedded Multicore Prozessoren. Dazu wurde die OS (OSEK basiertes AUTOSAR Betriebssystem) Spezifikation um neue Multicore-Mechanismen erweitert, die von der RTE (Run Time Environment) genutzt werden, um Kommunikation zwischen Softwarekomponenten auf unterschiedlichen Rechenkernen für den Anwendungssoftwareentwickler transparent zu realisieren.
Um die in AUTOSAR neu eingeführten Features zu evaluieren, wurde in Kooperation zwischen Automobil-, Mikrocontroller- und SW-Herstellern ein AUTOSAR basiertes prototypisches Multicoresystem realisiert. Der Beitrag beschreibt, welche Erkenntnisse bei der ersten Implementierung der Multicore Features des neuen AUTOSAR 4.0 Standards gewonnen wurden. Zusätzlich wird an Hand einer seriennahen Prototypenapplikation erläutert, wie diese Features sinnvoll genutzt werden können.
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