中断实时物联网任务：将关键嵌入式系统接入互联网究竟有多糟？
网络与互联网体系结构
2021-04-14 v2 分布式、并行与集群计算
摘要
数十年来，嵌入式系统一直被用于操控物理环境。通常，此类用例要求命令与动作之间的低延迟以及预期最坏情况延迟的高度可预测性。为了在小型低功耗微控制器上实现这一点，实时操作系统（RTOSs）被用来尽可能确定性地管理这些机器上的不同任务。然而，随着物联网（IoT）在工业应用中的出现，同样的嵌入式系统如今配备了网络功能，可能通过敞开的中断之门危及关键实时系统。本文呈现了我们关于网络连接对实时嵌入式系统所产生影响初步研究。具体而言，我们考察三个方面：网络产生中断的影响、相关网络任务的开销，以及网络与实时任务之间共享计算资源的可行性。我们在两套装置上进行了实验：一套将网卡（NICs）与驱动视为黑盒，另一套在机器上模拟网络中断。初步结果显示，每接收每秒一个数据包可引发高达 6.67% 的关键任务性能损失，其中每数据包每秒 1% 的延迟影响可完全归因于中断服务程序（ISR）生成的延迟。
引用
@article{arxiv.2102.05559,
title = {Interrupting Real-Time IoT Tasks: How Bad Can It Be to Connect Your Critical Embedded System to the Internet?},
author = {Ilja Behnke and Lukas Pirl and Lauritz Thamsen and Robert Danicki and Andreas Polze and Odej Kao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.05559},
year = {2021}
}
备注
IPCCC 2020: 39th International Performance Computing and Communications Conference