Different communication models have been historically adopted in the automotive domain for allowing concurrent tasks to coordinate, interact and synchronize on a shared memory system for implementing complex functions, while ensuring data consistency and/or time determinism. To this extent, most automotive OSs provide inter-task communication and synchronization mechanisms based upon memory-sharing paradigms, where variables modified by one task may be concurrently accessed also by other tasks. A so-called “effect chain” is created when the effect of an initial event is propagated to an actuation signal through sequences of tasks writing/reading shared variables. The responsiveness, performance and stability of the control algorithms of an automotive application typically depend on the propagation delays of selected effect chains. Depending on the communication model adopted, the propagation delay of an effect chain may significantly vary, as may be the resulting overhead and memory footprint. In this paper, we explore the trade-offs between three communication models that are widely adopted for industrial automotive systems, namely, Explicit, Implicit, and Logical Execution Time (LET). A timing and schedulability analysis is provided for tasks scheduled following a mixed preemptive configuration, as specified in the AUTOSAR model. An end-to-end latency characterization is then proposed, deriving different latency metrics for effect chains under each one of the considered models. The results are compared against an industrial case study consisting of an automotive engine control system.

中文翻译：

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汽车系统任务通信模型的端到端延迟表征

汽车领域历来采用不同的通信模型，以允许并发任务在共享内存系统上协调、交互和同步，以实现复杂的功能，同时确保数据一致性和/或时间确定性。就此而言，大多数汽车操作系统提供基于内存共享范式的任务间通信和同步机制，其中由一项任务修改的变量也可以由其他任务同时访问。当初始事件的影响通过写入/读取共享变量的任务序列传播到驱动信号时，就会创建所谓的“效果链”。汽车应用控制算法的响应性、性能和稳定性通常取决于所选效果链的传播延迟。根据采用的通信模型，效果链的传播延迟可能会有很大差异，由此产生的开销和内存占用也可能会有所不同。在本文中，我们探讨了工业汽车系统广泛采用的三种通信模型之间的权衡，即显式、隐式和逻辑执行时间 (LET)。为按照 AUTOSAR 模型中指定的混合抢占式配置调度的任务提供时序和可调度性分析。然后提出了端到端的延迟特征，在每个考虑的模型下为效果链推导出不同的延迟指标。将结果与由汽车发动机控制系统组成的工业案例研究进行比较。效果链的传播延迟可能会有很大差异，由此产生的开销和内存占用也可能会有所不同。在本文中，我们探讨了工业汽车系统广泛采用的三种通信模型之间的权衡，即显式、隐式和逻辑执行时间 (LET)。为按照 AUTOSAR 模型中指定的混合抢占式配置调度的任务提供时序和可调度性分析。然后提出了端到端的延迟特征，在每个考虑的模型下为效果链推导出不同的延迟指标。将结果与由汽车发动机控制系统组成的工业案例研究进行比较。效果链的传播延迟可能会有很大差异，由此产生的开销和内存占用也可能会有所不同。在本文中，我们探讨了工业汽车系统广泛采用的三种通信模型之间的权衡，即显式、隐式和逻辑执行时间 (LET)。为按照 AUTOSAR 模型中指定的混合抢占式配置调度的任务提供时序和可调度性分析。然后提出了端到端的延迟特征，在每个考虑的模型下为效果链推导出不同的延迟指标。将结果与由汽车发动机控制系统组成的工业案例研究进行比较。我们探讨了工业汽车系统广泛采用的三种通信模型之间的权衡，即显式、隐式和逻辑执行时间 (LET)。为按照 AUTOSAR 模型中指定的混合抢占式配置调度的任务提供时序和可调度性分析。然后提出了端到端的延迟特征，在每个考虑的模型下为效果链推导出不同的延迟指标。将结果与由汽车发动机控制系统组成的工业案例研究进行比较。我们探讨了工业汽车系统广泛采用的三种通信模型之间的权衡，即显式、隐式和逻辑执行时间 (LET)。为按照 AUTOSAR 模型中指定的混合抢占式配置调度的任务提供时序和可调度性分析。然后提出了端到端的延迟特征，在每个考虑的模型下为效果链推导出不同的延迟指标。将结果与由汽车发动机控制系统组成的工业案例研究进行比较。然后提出了端到端的延迟特征，在每个考虑的模型下为效果链推导出不同的延迟指标。将结果与由汽车发动机控制系统组成的工业案例研究进行比较。然后提出了端到端的延迟特征，在每个考虑的模型下为效果链推导出不同的延迟指标。将结果与由汽车发动机控制系统组成的工业案例研究进行比较。