Functionally and Temporally Correct Simulation for Automotive Systems on Multicore Simulator

Abstract

This dissertation presents functionally and temporally correct simulation method for cyber-side of an automotive system on multicore simulator. To overcome the limitations of the existing simulation methods which do not correctly model temporal behaviours such as varying execution times and task preemptions, the novel simulation technique assuming single core simulator was proposed. In this work, we extend the single core simulator to the multicore while keeping all of the proposed key ideas to guarantee correct simulation. We introduce heuristic task partitioning algorithm based on memory usages and approximated task-wise blockings of simulated tasks. As a result, we could improve up to 97%p, 15%p of simulation capacity compared to the single core, and other task partitioning algorithms, respectively.

본 논문에서는 멀티 코어 시뮬레이터를 활용하여 자동차 사이버-물리 시스템의 사이버 시스템을 기능적/시간적으로 정확하게 시뮬레이션하기 위한 방법을 제시한다. 앞선 연구에서는 시스템의 기능적 행태뿐만 아니라 태스크의 가변 수행 시간, 자원 선점 등과 같은 시간적 행태 역시 함께 정확히 모사하기 위한 새로운 시뮬레이션 기법들이 제안되었다. 앞선 연구에서 제안된 시뮬레이션 기법들이 싱글코어 시뮬레이터만을 가정하고 있다는 점에 착안하여 본 논문에서는 정확한 시뮬레이션을 보장하기 위해 제안되었던 기존 연구의 주요 아이디어를 모두 유지하면서 싱글코어 시뮬레이터를 멀티코어 시뮬레이터로 확장한다. 제안하는 방법에서는 각 태스크의 메모리 사용량과 근사화 된 태스크 간 블로킹 값을 기반으로 시뮬레이션 대상 태스크에 대한 휴리스틱 태스크 분할 알고리즘을 설계한다. 또한, 임의적으로 생성한 다수의 워크로드를 사용하여 시뮬레이션 성능을 측정하고, 이를 통해 제안하는 방법이 싱글코어 시뮬레이터 및 다른 태스크 분할 알고리즘에 비해 각각 최대 97%p, 15%p의 향상된 시뮬레이션 용량을 갖는 것을 보인다. 결과적으로 제안하는 멀티코어 시뮬레이터는 앞선 연구에서 제안되었던 기능적/시간적 정확성을 동일하게 보장함과 동시에 보다 높은 시뮬레이션 용량을 제공함으로써 전체 자동차 시스템의 시뮬레이션에 효과적으로 활용될 수 있다.