基于 IEEE 802.1AS 与 ACRN 的虚拟化分布式实时系统时钟同步
分布式、并行与集群计算
2021-05-17 v2
摘要
分布式实时系统的虚拟化使得混合关键级功能可在共享硬件平台上整合，从而简化系统集成。时间触发通信与计算可作为安全硬实时系统的赋能手段。按全局调度激活虚拟 CPU 的时间触发 hypervisor，可为虚拟化分布式实时系统中时间触发范式的资源高效实现提供途径。硬实时系统时间触发虚拟化的前提是向虚拟机及 hypervisor 提供对全局时间基准的访问。全局时间基准是时钟同步的结果，且时钟同步精度有上界。我们形式化了虚拟化实时系统中时间这一概念。利用该形式化，我们提出一种虚拟时钟条件，用以测试虚拟时钟对设计虚拟化时间触发实时系统的适用性。我们讨论并建模了虚拟化（尤其是资源整合相对于资源分区）如何降低时钟同步精度。最后，我们将所得见解应用于对 IEEE~802.1AS 时钟同步协议建模，并推导出 IEEE 802.1AS 时钟同步精度的上界。我们给出了 ACRN 的依赖时钟实现，该时钟可同步至主时钟。实验结果表明，实现依赖时钟的 type-1 hypervisor 可产生原生时钟同步精度。此外，我们展示了由模型推导的上界在一系列原生与虚拟化设置的实验中均成立。
引用
@article{arxiv.2105.03374,
title = {Clock Synchronization in Virtualized Distributed Real-Time Systems using IEEE 802.1AS and ACRN},
author = {Jan Ruh and Wilfried Steiner and Gerhard Fohler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.03374},
year = {2021}
}