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Soutenance de thèse : Wenhao Wang

Titre de la thèse

Processus de détermination d'architecture logicielle optimale pour processeurs multicœurs pour le milieu automobile.

Design process for the optimization of embedded software architectures onto multi-core processors in automotive industry.

Date et lieu de soutenance

Lundi 10 juillet 2017, 14h.

ENSEA Cergy, salle du conseil.

Résumé de la thèse

La migration récente des plateformes mono-cœur vers multi-cœur, dans le domaine automobile, révèle de grands changements dans le processus de développement du logiciel embarqué. Tout d’abord, les concepteurs de logiciel ont besoin de nouvelles méthodes leur permettant de combler le fossé entre la description des applications (versus Autosar) et le déploiement de tâches. Deuxièmement, l’utilisation du multi-cœur doit assurer la compatibilité avec les contraintes liées aux aspects temps-réel et à la Sûreté de fonctionnement. Au final, les développeurs ont besoins d’outils pour intégrer de nouveaux modules dans leur système multi-cœur. Confronter aux complexités ci-dessus, nous avons proposé une méthodologie afin de repartir, de manière optimale, les applications sous forme de partitions logiques. Nous avons ainsi intégré dans notre processus de développement, un outil de distribution des traitements d’un système embarqué sur différents processeurs et compatible avec le standard AUTOSAR (AUTomotive Open System ARchitecture). Les solutions de partitionnement traitent simultanément l’allocation des applications ainsi que la politique d’ordonnancement. Le périmètre d’étude du partitionnement est automatique, les solutions trouvées étant évaluées par nos fonctions de coût. Elles prennent aussi en compte des critères tels que, le coût de communication inter-cœur, l’équilibrage de la charge CPU entre les cœurs et la gigue globale. Pour la partie ordonnancement, nous présentons une formalisation des dépendances sous forme périodiques pour répondre au besoin automobile. L’algorithme d’ordonnancement proposé prend en compte cette spécificité ainsi que les contraintes temps-réel et fonctionnelles, assurant l’applicabilité de notre méthodologie dans un produit industriel. Nous avons expérimenté nos solutions avec une application de type contrôle moteur, sur une plateforme matérielle multi-cœur.

Mots-clefs

processeur multicoeur, architecture logicielle, automobile, ordonnancement temps-réel

Abstract

The recent migration from single-core to multi-core platforms in the automotive domain reveals great challenges for the legacy embedded software design flow. First of all, software designers need new methods to fill the gap between applications description and tasks deployment. Secondly, the use of multiple cores has also to remain compatible with real-time and safety design constraints. Finally, developers need tools to assist them in the new steps of the design process. Face to these issues, we proposed a method integrated in the AUTOSAR (AUTomotive Open System ARchitecture) design flow for partitioning the automotive applications onto multi-core systems. The method proposes the partitions solution that contains allocation of application as well as scheduling policy simultaneously. The design space of the partitioning is explored automatically and the solutions are evaluated thanks to our proposed objective functions that consider certain criteria such as communication overhead and global jitters. For the scheduling part, we present a formalization of periodic dependencies adapted to this automotive framework and propose a scheduling algorithm taking into account this specificity. Our defined constraints from real-time aspect as well as functional aspect make sure the applicability of our method on the real life user case. We leaded experiments with a complex and real world control application onto a concrete multi-core platform.

Keywords

multicore processors, software architecture, automotive industry, real time scheduling

Composition du jury

  • BenoÎt MIRAMOND, Professeur, Université Nice-Sophia-Antipolis, co-directeur de thèse
  • Pierre BOULET, Professeur, Université de Lille, rapporteur
  • Laurent GEORGE, Professeur, Université Paris-Est, rapporteur
  • Olivier ROMAIN, Professeur, Université de Cergy Pontoise, directeur de thèse
  • Daniel CHILLET, Professeur, Université de Rennes 1, examinateur
  • Fabrice GRAVEZ, Ingénieur, Continental Automotive France, examinateur
  • Fabrice CAMUT, Ingénieur, Valeo, co-directeur de thèse

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