TTTech Auto, 차세대 스케줄러 ′MotionWise Schedule′ 출시

소프트웨어 정의 차량 및 미션 크리티컬 애플리케이션을 위한 솔루션 제공업체인 TTTech Auto(티티테크오토)는 자동차 소프트웨어 워크로드 관리를 혁신할 차세대 소프트웨어 솔루션 ‘MotionWise Schedule’을 발표했다고 17일 밝혔다.

자동차 산업은 소프트웨어 정의 차량(Software Defined Vehicle, SDV)으로 이동함에 따라 소프트웨어 구성요소 수가 증가하고, 복잡한 종속성이 있으며, 더 복잡한 하드웨어 자원이 증가하고 있어 새로운 복잡성이 발생하고 있다. 

이에 따라, 전통적인 테스트 방법론의 비효율성으로 인해 발생하는 모든 시스템 상태에 대한 철저한 테스트가 불가능하다. 또한 설계 제약 조건을 준수하면서 소프트웨어 구성요소를 리소스에 효율적으로 할당하는 작업이 점점 더 복잡해지고 있다. 이뿐 아니라, 센서부터 액추에이터까지 종단 간 시간(End-to-End Timing)을 일관성 있게 보장하기 어렵다. 또한 CPU 및 네트워크 과부하 시나리오에서 시스템 무결성을 유지하기 위한 해결책에 혁신이 필요한 상황이다. 

MotionWise Schedule은 정확한 초기 설계(Correct-by-Design) 접근 방식으로 이러한 문제를 해결한다. 최고 수준의 스케줄링 알고리즘은 소프트웨어 구성요소를 하드웨어 리소스에 매핑하여 실시간으로 안전한 통신을 구현한다.

TTTech Auto의 CTO 겸 공동창업자인 스테판 폴레드나(Stefan Poledna) 박사는 “정확한 초기 설계 접근 방식은 설계-테스트-검증 단계에서 소요되는 소프트웨어 개발 시간을 획기적으로 단축할 수 있다. MotionWise Schedule 런타임으로 초기 설계 시 의도한(설정한) 결과를 보장할 수 있는데, 이로써 안전한 실행 환경을 만들 수 있다”면서 “안전한 실시간 처리, 런타임 스케줄링, 종단 간 처리 시간 보장, 혼합 임계 시스템(Mixed criticality system)에 필요한 상호 간섭 배제(Freedom From Interference, FFI) 환경, 결정론적 실행(Deterministic execution) 속성 등이 안전한 실행 환경에 필요한 요소라 할 수 있다”라고 말했다. 

TTTech Auto는 2018년에 대표 제품인 안전 미들웨어(Safety middleware) MotionWise를 출시했다. TTTech Auto에 따르면, MotionWise는 현재까지 200만 대 이상의 차량에 적용됐으며, 앞으로도 약 900만 대 이상의 차량에 탑재될 예정이다.

MotionWise를 모듈화한 첫 번째 제품인 MotionWise Schedule은 MotionWise에 적용된 기술을 포함한 스케줄링 솔루션이다. 이 솔루션은 표준 기반 아키텍처 및 사용자 정의 아키텍처와 원활한 통합이 가능하다. 

MotionWise Schedule은 안전성 및 실시간 실행을 보장하는 기본 요소 외에도 다양한 추가 기능을 제공한다. 

MotionWise Schedule은 초기 설계 단계에서 작업 스케줄링 및 네트워크 통신 스케줄링을 정확히 설정하여 리소스 사용률을 최대로 높이고 성능을 향상한다. 또한, 다중 CPU 코어에 작업을 할당하고 시간 민감 네트워크(Time-Sensitive Network, TSN) 사용을 위한 네트워크 설정을 통해 멀티-코어, 멀티-CPU, 멀티-SoC 솔루션을 최대한 사용할 수 있다.

MotionWise Schedule의 시간 기반 처리(Time-Triggered Execution)는 처리 시간 단위로 작업을 박스화함으로써 여러 작업을 개별적으로 분리하여 혼합 임계 시스템 구현 및 합성이 용이하다. 또한 실시간 작업, 결정론적 처리, 실행 반복성에 대한 테스트 및 검증 노력 절감, 시스템 통합 시간 단축이 가능하다.
 
MotionWise Schedule에 추가된 데이터 흐름 기반 스케줄링(Dataflow Driven Scheduling)은 개발자에게 유연성을 제공하며 데이터 흐름 종속성을 지원하고 다른 데이터 흐름 간에 동적으로 전환할 수 있다. 모델링은 병렬 실행이 가능한 방향성 비순환 그래프(Directed Acyclic Graphs, DAG)를 기반으로 간단하고 효율적이다.

MotionWise Schedule은 연산처리사슬(Computation chain)을 쉽게 모델링할 수 있으며 센서에서 액추에이터까지 종단 간 지연시간 범위가 여러 CPU 코어 및 SoC에 걸쳐 적용된다. 

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

MotionWise Schedule은 다중 SoC 및 Ethernet TSN 간의 시간 동기화가 제공되어 시간 기반 실행(Time-Triggered Execution) 및 통신, 최소화된 지연시간, 실시간 성능 분석을 가능하게 한다. 

또한 MotionWise Schedule은 계획 대비 실행 결과를 비교하는 기능이 탑재된 강력하고 직관적인 도구를 사용하여 일정을 시각화한다. 이로 인해 리소스 문제의 신속하고 효율적인 발견이 가능하며 시스템 수준 최적화를 할 수 있다.

MotionWise Schedule은 업계 표준에 친화적이다. AUTOSAR, POSIX, 데이터 분배 서비스(DDS) 및 시간 민감 네트워킹(TSN)을 지원한다.

MotionWise Schedule은 강력한 도구와 런타임을 통해 소프트웨어 기능을 하드웨어로부터 추상화한다. 혼합 중요도 시스템을 지원하며 크게 줄어든 재검증 노력으로 점진적 업데이트를 지원한다. 

SDV 프로젝트에서는 메뉴얼 작업에 의한 스케줄링 문제가 발생하며, 이는 추가적인 테스트와 반복 작업을 초래하게 된다. 코드가 변경되거나, 새로운 기능이 추가되거나, 소프트웨어 릴리스를 할 때마다 이러한 추가 작업을 반복하는 프로세스로 인해 생산시작시점(Start of Production, SOP)이 지연된다. MotionWise Schedule은 이러한 문제를 피할 수 있도록 사용자에게 3가지 요소를 제공한다. 

• 임계성에 따른 작업량 배분, 작업 종속성 스케줄링 및 오류 처리를 포함하는 전체적인 스케줄링 개념
• 위 개념을 운용화하고 구성 및 통합 프로세스를 간소화하는 툴링 소프트웨어
• 차량 내에서 이러한 기능을 실현하는 임베디드 스택

한편, TTTech Auto는 미들웨어 플랫폼 MotionWise를 모듈화한 새로운 제품을 계속 출시할 예정이다.

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AEM_Automotive Electronics Magazine