TTTech Auto, 복잡한 소프트웨어 통합 위한 차세대 스케줄러 ‘MotionWise Schedule’ 출시

안전과 실시간 동작이 중요한 네트워크 전반에 걸친 소프트웨어 작업 및 통신 스케줄링

티티테크오토(TTTech Auto)는 자동차 산업에서 소프트웨어 워크로드 관리를 혁신할 차세대 소프트웨어 솔루션 ‘MotionWise Schedule(모션와이즈 스케줄)’을 출시한다고 밝혔다.

소프트웨어 정의 차량(SDV)이 자동차 개발의 중심 주제가 되면서 소프트웨어 구성 요소가 증가하고, 하드웨어 자원 역시 증가하는 추세이다. 이에 따라 새로운 복잡성 문제가 대두되고 있으며, 이는 다음과 같은 전례 없는 도전 과제를 제시한다:

· 전통적인 테스트 방법론의 비효율성으로 인해 발생할 수 있는 모든 시스템 상태에 대한 철저한 테스트가 불가능하다.

· 설계 제약 조건을 준수하면서 소프트웨어 구성 요소를 리소스에 효율적으로 할당하는 작업이 점점 복잡해지고 있다.

· 센서부터 액추에이터까지 종단간 시간(End-to-End Timing)을 일관성 있게 보장하는 것이 더욱 중요해지고 어려워지고 있다.

· CPU 및 네트워크 과부하 시나리오에서 시스템 무결성을 유지하기 위한 혁신적인 솔루션이 필요하다.

티티테크오토 창업자인 스테판 폴레드나(Stefan Poledna) 박사는 ‘MotionWise’의 “정확한 초기 설계 접근 방식은 설계-테스트-검증 단계에서 소요되는 소프트웨어 개발 시간을 획기적으로 단축할 수 있다. ‘MotionWise Schedule’ 런타임으로 초기 설계 시에 의도한 (설정한) 결과를 보장할 수 있는데, 이로써 안전한 실행 환경을 만들 수 있다. 안전한 실시간 처리, 런타임 스케줄링, 종단 간 처리 시간 보장, 혼합 임계 시스템(mixed criticality system)에 필요한 상호 간섭 배제(FFI, Freedom From Interference) 환경, 그리고 결정론적 실행(deterministic execution) 속성 등이 안전한 실행 환경에 필요한 요소라 할 수 있다.”고 설명했다.

이미 2018년에 TTTech Auto는 대표 제품인 안전 미들웨어 (Safety Middleware) “MotionWise”를 출시했다. 현재까지 MotionWise는 200만 대 이상의 차량에 적용되어 있으며, 앞으로도 약 900만 대 이상의 차량에 탑재될 예정이다.

응용 프로그램 간 상호 간섭 배제(FFI) 보장

‘MotionWise Schedule’은 MotionWise를 모듈화한 첫 번째 제품으로서 MotionWise에 적용된 기술을 포함한 스케줄링 솔루션이다. 이 제품은 표준 기반 아키텍처 및 사용자 정의 아키텍처와의 원활한 통합이 가능하다. TTTech Auto의 ‘MotionWise Schedule’은 안전성 및 실시간 실행을 보장하는 기본 요소 외에 다음과 같은 추가 기능을 제공한다:

· 초기 설계 단계에서 작업 스케줄링 및 네트워크 통신 스케줄링을 정확히 설정하여 리소스 사용률을 최대로 높이고 성능을 향상한다. 다중CPU 코어에 작업을 할당하고 시간 민감형 네트워크(Time-Sensitive Network, TSN) 사용을 위한 네트워크 설정을 통해 멀티-CPU, 멀티-Core, 및 멀티-SoC 솔루션을 백분 활용할 수 있게 해준다.

· 시간 기반 실행(Time-Triggered Execution)는 처리 시간 단위로 작업을 박스 화함으로써 여러 작업을 개별적으로 분리한다. 이를 통해 혼합 임계 시스템 구현 및 합성이 용이하다. 그 결과, 실시간 작업, 결정론적 처리, 실행 반복성에 대한 테스트 및 검증 노력 절감, 그리고 시스템 통합 시간 단축이 가능하다.

· 새롭게 추가된 데이터흐름 기반 스케줄링(Dataflow Driven Scheduling)은 개발자에게 유연성을 제공하며 데이터흐름 종속성을 지원하고 다른 데이터흐름 간에 동적으로 전환할 수 있다. 모델링은 병렬 실행이 가능한 방향성 비순환 그래프(Directed Acyclic Graphs, DAG)를 기반으로 간단하고 효율적이다.

· 연산처리사슬(Computation Chain)을 쉽게 모델링할 수 있으며 센서에서 액추에이터까지 종단간 지연시간 범위가 여러 CPU 코어 및 SoC에 걸쳐 적용된다.

· 작업 모니터링은 작업 성능 및 순서에 대한 포괄적인 통찰을 제공하며 실시간 분석 및 시스템 최적화를 지원한다.

· 다중 SoC 및 이더넷 TSN 간의 시간 동기화가 제공되어 시간 기반 실행(Time-Triggered Execution) 및 통신, 최소화된 지연 시간 및 실시간 성능 분석을 가능하게 한다.

· 계획 대비 실행결과를 비교하는 기능이 탑재된 강력하고 직관적인 도구를 사용하여 일정을 시각화한다. 이로 인해 리소스 문제의 신속하고 효율적인 발견이 가능하며 보다 신속한 시스템 수준 최적화를 지원한다.

· ‘MotionWise Schedule’은 업계표준에 친화적이다. AUTOSAR, POSIX, 데이터 분배 서비스(Data Distribution Service, DDS) 및 시간 민감형 네트워킹(TSN)을 지원한다.

· ‘MotionWise Schedule’은 강력한 도구와 런타임을 통해 소프트웨어 기능을 하드웨어로부터 추상화한다. 혼합 임계 시스템 (Mixed-Criticality System)을 지원하며, 재검증에 드는 수고를 크게 덜어주면서 점진적 업데이트를 지원한다.

메뉴얼 작업에 의한 스케줄링 문제가 SDV 프로젝트에서 종종 발생하며 이는 추가적인 테스트와 반복 작업을 초래하기도 한다. 코드가 변경되거나 새로운 기능이 추가되거나 혹은 새로운 소프트웨어 버전이 배포될 때마다 이러한 추가 작업을 반복하는 프로세스 때문에 생산 시작 시점(Start of Production, SOP)이 지연되고 이에 따라 비용 또한 증가한다. ‘MotionWise Schedule’은 이러한 문제를 피할 수 있도록 사용자에게 세 가지 요소를 제공한다:

· 임계성(Criticality)에 따른 작업 배분, 작업 종속성 스케줄링, 그리고 오류 처리를 포함하는 전체적인 스케줄링 개념

· 위 개념을 운용 화하고 구성 및 통합 프로세스를 간소화하는 툴링 소프트웨어

· 차량 내에서 이러한 기능을 실현하는 임베디드 스택

따라서 ‘MotionWise Schedule’을 사용하면 더 빠르고, 더 견고한 소프트웨어 통합 프로세스가 가능하다는 것이 회사측의 설명이다. 정확한 초기 설계 접근 방식을 통해 안전한 실시간 실행과 통신이 가능하며, 테스트에 필요한 노력을 크게 줄이고 더 높은 리소스 활용이 가능하다는 것.

한편, TTTech Auto는 미들웨어 플랫폼 ‘MotionWise’를 모듈화한 새로운 제품을 앞으로도 계속 추가해 나간다는 계획이다.

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