IRQ 着色与缓解中断产生干扰的精妙艺术

集成具有不同关键级别的负载在满足 ISO26262 等安全关键标准所施加的严格空间与时间隔离要求方面提出了巨大挑战。向高性能多核平台的转变给所谓混合关键性系统（MCS）带来了日益严重的问题，其原因是整合的子系统为访问共享（微体系结构）资源（例如缓存、总线互连、内存控制器）而相互竞争所产生的相互干扰。研究界已认识到所有这些挑战。因此，已提出若干技术（如缓存分区和内存节流）来缓解此类干扰；然而，这些技术存在一些影响性能、内存占用和可用性的缺点与局限。在本工作中，我们从不同视角出发。基于安全关键负载通常是事件驱动因而也是中断驱动的这一观察，我们根据 QoS 评估对“着色”的中断进行屏蔽，提供细粒度控制以缓解对关键负载的干扰，而无需完全挂起非关键负载。我们提出所谓的 IRQ 着色技术。我们在参考高性能多核平台（即 Xilinx ZCU102）上实现并评估了 IRQ 着色。结果表明性能开销可忽略不计，即对于 100 微秒周期小于 1%，且对中等关键负载提供合理的吞吐保障。我们认为，与最先进机制相比，IRQ 着色技术具有可预测性与中间保障方面的优势。