A Survey of Hardware Technologies for Mixed-Critical Integration Explored in the Project $$EMC^2$$

Isakovic, Haris; Grosu, Radu; Ratasich, Denise; Kadlec, J.; Pohl, Z.; Kerrison, Steve; Georgiou, Kyriakos; Eder, Kerstin; Druml, Norbert; Tadros, Lillian; Christensen, Flemming; Wheatley, Emilie; Farkas, Bastian; Meyer, Rolf; Berekovic, Mladen

doi:10.1007/978-3-319-66284-8_12

Cited by 3 publications

(2 citation statements)

References 17 publications

(19 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…The presented methodology, design flow and framework are able to drive the designer from the input specification to the final implementation solution, while offering timing simulation capabilities, DSE activities with the support of analysis tool, integrating this approach with external tools (in this scenario Xamber [33], but other tools are under evaluation). Despite of the obtained results, a lot of works should be made in future in order to consider the multi-core scenario [8] while introducing schedulability and real-time analysis, introduce fixed WCET values (taken from external tools) to be used also in the DSE step to improve allocation and binding of processes/tasks, and to improve performance, integrate other external tools to enhance HEPSYCODE-MC functionality (i.e., art2kitekt [36], CHESS [37], CODEO [38]), and improve the hierarchical scheduling implementation considering Inter Partition Communication (IPC) overheads by means of benchmarking activities.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

HW/SW Co-Design Framework for Mixed-Criticality Embedded Systems Considering Xtratum-Based SW Partitions

Muttillo

Pomante

Balbastre

et al. 2019

2019 22nd Euromicro Conference on Digital System Design (DSD)

View full text Add to dashboard Cite

Heterogeneous parallel devices are becoming widely diffused in the embedded systems application field since they allow to improve time performances and other orthogonal metrics (e.g., cost, power, size, etc.) at the same time. In such a context, the introduction of safety requirements, as dictated by the relevant standards (i.e., DO-178 B/C and RTCA/DO-254 in airborne systems, ARINC 653 for avionics software, ISO-26262 in automotive domain, etc.) while considering shared resources on a heterogeneous parallel HW platform, adds further challenges to industrial and academic research. This kind of platforms that execute tasks with different levels of criticality are commonly called mixed-criticality embedded systems. So, the main problem in their management is to ensure that low criticality tasks do not interfere with high criticality ones. The final goal is to allow several applications to interact and coexist on the same platform. For this, the exploitation of virtualization technologies (i.e., hypervisors) allows to guarantee isolation and to satisfy certification requirements but introduces scheduling overhead and new HW/SW partitioning challenges. In such a scenario, this work focuses on a framework for modeling, analysis, and validation of mixed-criticality and real-time systems based on an existing "Model-Based Electronic System Level HW/SW Co-Design" methodology. The main contribution of this work is the integration of the considered framework with Xamber tool in order to provide systems implementations by exploiting a design space exploration able to consider Xtratum-based SW partitions.

show abstract

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

HW/SW Co-Design Framework for Mixed-Criticality Embedded Systems Considering Xtratum-Based SW Partitions

Muttillo

Pomante

Balbastre

et al. 2019

2019 22nd Euromicro Conference on Digital System Design (DSD)

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Initiatives like the European project EMC2 serve as crossdisciplinary incubators for novel technologies and fuse them together with state-of theart industrial applications. With that, paper [131] reflects on challenges in scope of hardware architectures and related technologies. 4WARD [132] is an EU (FP7) project that targets at making the development of networks and networked applications faster and easier, leading to both more advanced and more affordable communication services.…”

Section: Hardware Supported In-network Processing 41 Introductionmentioning

confidence: 99%

In-network processing based hardware acceleration for situational awareness

Αλάμ¹

View full text Add to dashboard Cite

Τα Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων (ΑΣΑ) και το Διαδίκτυο των Πραγμάτων (ΔτΠ) αποτελούν δύο βασικές τεχνολογίες που υιοθετούνται στα συστήματα επίγνωσης κατάστασης (situation awareness). Οι σημερινές τεχνολογίες επίγνωσης κατάστασης μετατοπίζονται από τα παραδοσιακά μεγάλα κέντρα διοίκησης και ελέγχου σε μικρές ομάδες που εργάζονται με ένα κατανεμημένο τρόπο όπου και υιοθετούνται διάφορες τεχνικές της Επιστήμης της Πληροφορίας. Η συλλογή δεδομένων σε κεντρικές βάσεις όπως χρησιμοποιούνται σε τυπικά ΑΣΑ για την παρακολούθηση φαινομένων, δημιουργεί δυνητικά σημεία συμφόρησης και προσφέρει περιορισμένη ανθεκτικότητα. Η επικοινωνία σε πραγματικό χρόνο αποτελεί μια απαίτηση ώστε τα δεδομένα να παραδοθούν εγκαίρως ενώ ταυτόχρονα θα αποτελούν μια προσαρμοσμένη πληροφορία στις ανάγκες των εφαρμογών με απώτερο στόχο την ελαχιστοποίηση των καθυστερήσεων και την εξάρτηση από την κεντρική υποδομή.Σε αυτή την έρευνα, προτείνεται ένα υπολογιστικό πλαίσιο επεξεργασίας εντός δικτύου (In-Network Processing), το οποίο βελτιώνει σταδιακά τις συλλαμβανόμενες πληροφορίες ενώ τις μετακινεί προς τις εφαρμογές. Η τελειοποίηση της επεξεργασίας μπορεί να προχωρήσει από το σημείο της παρακολούθησης των δεδομένων προς την παραγωγή γνώσης μέσω της χρήσης πρωτογενών δεδομένων ή ακόμη και των αποτελεσμάτων μιας τεχνικής σύντηξής τους. Το προτεινόμενο σύστημα βασίζεται σε ένα εξελιγμένο σύστημα επεξεργασίας εντός δικτύου το οποίο βελτιώνει σταδιακά την εξαγωγή της γνώσης. Με αυτή τη διαδικασία, το πρόβλημα της κλιμάκωσης αντιμετωπίζεται πολύ πιο αποτελεσματικά μέσω μιας κατάτμησης και εκμετάλλευσης των διαθέσιμων πόρων.Η ενέργεια είναι ο κυρίαρχος περιορισμός στη μελέτη μας λόγω του γεγονότος ότι οι ποσότητες πληροφοριών είναι πολύ μεγάλες και οι αλγόριθμοι επεξεργασίας είναι αρκετά πολύπλοκοι. Η επεξεργασία στο δίκτυο είναι μια χρήσιμη τεχνική η οποία μπορεί να βοηθήσει προς την κατεύθυνση της μείωσης της απαιτούμενης ενέργειας. Τα στοιχεία που εκτελούνται στους κόμβους του δικτύου είναι δομημένα κατάλληλα έτσι ώστε να μεταβιβάζουν τις απαιτητικές επεξεργασίες σε κάποιο επιταχυντή επί της συσκευής. Το βασικό πρόγραμμα εκτελείται στην κεντρική μονάδα επεξεργασίας η οποία μπορεί υιοθετεί τις δυνατότητες του επιπλέον επεξεργαστή. Η χρήση ειδικού υλικού system-on-chip (SoC) που μπορεί να υιοθετηθεί για την υπολογιστική επιτάχυνση όπως μια κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU), ενός ψηφιακού επεξεργαστή σήματος (DSP) ή προγραμματιζόμενων συστοιχιών πυλών πεδίου (FPGA) είναι επιθυμητή. Αυτό το επιταχυνόμενο υλικό υποστηρίζει μνήμη on-chip που καθορίζεται από το λογισμικό, η οποία επιταχύνει την προηγμένη επεξεργασία με ελάχιστη δαπάνη ενέργειας. Στην παρούσα μελέτη ενσωματώθηκε η δυνατότητα επεξεργασίας ορισμένου λογισμικού εντός δικτύου (ISDP) που επιτρέπει τη δυναμική αναδιάταξη της τοπολογίας του δικτύου. Πρόκειται για το πλεονέκτημα του δικτύου να διαθέτει αξιόπιστη και ολοκληρωμένη συνδεσιμότητα από άκρο σε άκρο. Ωστόσο, ακόμη και όταν το δίκτυο δεν είναι πλήρως συνδεδεμένο, το σύστημα μπορεί να λειτουργήσει ως αγωγός πληροφορίας είτε με κενά συνδεσιμότητας είτε με τη διανομή πληροφοριών από το χώρο του δικτύου.Για την αποτίμηση των αποτελεσμάτων, θεωρήσαμε ένα πραγματικό έργο συντήρησης σε ανιχνευτή ATLAS στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών (CERN). Οι προκλήσεις εστιάζονται στην μετάδοση δεδομένων σε πραγματικό χρόνο, στη στιγμιαία ανάλυση των δεδομένων που προέρχονται από διαφορετικές εισόδους, στην εφαρμογή ευφυών μοντέλων σε χαμηλής ισχύος ενσωματωμένα συστήματα, στην αλληλεπίδραση με πολλαπλούς χρήστες, σε πολύπλοκες διασυνδέσεις καθώς και σε θέματα διαμόρφωσης και φορητότητας. Έχει αναπτυχθεί ένα ολοκληρωμένο πρωτότυπο σύστημα με σύστημα διαχείρισης πληροφοριών που βασίζεται σε αυξημένη και εικονική πραγματικότητα (Augmented Reality). Η συνεργατική εκτέλεση επεξεργασιών στους κόμβους του δικτύου παρέχει επίσης χώρο για τη διαμόρφωση του συστήματος και βελτιώνει την ασφάλεια και την ιδιωτικότητα του δικτύου.Τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας είναι ενδιαφέροντα για την επιστημονική και βιομηχανική κοινότητα και είναι πολύ ελκυστικά για το ευρύ κοινό. Η έρευνα θα είναι χρήσιμη σε φοιτητές καθώς και ερευνητές. Θα μπορεί να υποστηρίξει τους τομείς των συστημάτων στήριξης αποφάσεων επί των συσκευών και της επίγνωσης πλαισίου και κατάστασης. Τα επιτευχθέντα αποτελέσματα μπορούν να ασκήσουν επιρροή στην περαιτέρω βελτιστοποίηση της αρχιτεκτονικής της επεξεργασίας στο δίκτυο για τον έμμεσο παραλληλισμό. Η έρευνα ασχολείται με διάφορες επιταχυνόμενες λύσεις υλικού-λογισμικού χαμηλής ισχύος για τη διαδικασία της επεξεργασίας μέσα στο δίκτυο. Ωστόσο, υπάρχουν αρκετά ζητήματα που πρέπει να αντιμετωπιστούν για να μπορέσει να προσφέρει μια ασφαλή επικοινωνία μέσω ασύρματων δικτύων αισθητήρων. Άλλα σημαντικά χαρακτηριστικά αφορούν, για παράδειγμα, στη διαλειτουργικότητα μεταξύ των διαφόρων ασύρματων συστημάτων, στη διαθεσιμότητα και την ικανοποίηση των εγγυήσεων σε πραγματικό χρόνο, όπου η καθυστέρηση είναι μια σημαντική παράμετρος στην οποία θα πρέπει να δοθεί προσοχή. Τα ζητήματα αυτά αποτελούν τις μελλοντικές προεκτάσεις της παρούσας έρευνας.

show abstract

Collaborative innovation of online smart ideological education under the computer integration background

Tan

2021

2021 5th International Conference on Computing Methodologies and Communication (ICCMC)

View full text Add to dashboard Cite

A Survey of Hardware Technologies for Mixed-Critical Integration Explored in the Project $$EMC^2$$

Cited by 3 publications

References 17 publications

HW/SW Co-Design Framework for Mixed-Criticality Embedded Systems Considering Xtratum-Based SW Partitions

HW/SW Co-Design Framework for Mixed-Criticality Embedded Systems Considering Xtratum-Based SW Partitions

In-network processing based hardware acceleration for situational awareness

Collaborative innovation of online smart ideological education under the computer integration background

Contact Info

Product

Resources

About