Cache-Kohärenz für embedded Multicore-Mikrocontroller mit harter Echtzeitanforderung

Zusammenfassung

Bedingt durch die gestiegenen Anforderungen an die Leistungsfähigkeit von modernen Steuergeräten mit harter Echtzeitanforderung erfolgt in diesem Bereich verstärkt der Einsatz von Multicore-Mikrocontrollern. Dabei stellt die Verwendung solcher Mikrocontroller die Softwareentwickler immer wieder vor größere Herausforderungen, da konkurrierende Zugriffe auf geteilte Ressourcen, wie Speicher, die Echtzeitfähigkeit des Systems gefährden können. Zur Reduzierung dieser Effekte implementieren die Hersteller solcher Mikrocontroller dedizierte Speicher für jeden Prozessorkern, über welchen die Kerne exklusiv verfügen. Diese Lösung hilft aber nur bedingt bei der Intercore-Kommunikation, welche zwingend eine Interaktion von mehreren Prozessorkernen auf einen geteilten Speicher erfordert. Auf Grund dessen wird in diesem Artikel ein Verfahren zur Intercore-Kommunikation präsentiert, welches die Auswirkungen von konkurrierenden Zugriffen durch die Nutzung von Caches reduziert. Zu diesem Zweck wird ein softwarebasiertes und echtzeitfähiges Cache-Kohärenzprotokoll implementiert, welches die Datenaktualität und -konsistenz sicherstellt und dabei die Anzahl der konkurrierenden Zugriffe reduziert.