Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cs > arXiv:2508.13652

帮助 | 高级搜索

计算机科学 > 网络与互联网架构

arXiv:2508.13652 (cs)
[提交于 2025年8月19日 ]

标题: 面向软件定义车辆中混合关键性通信的定时隔离

标题: Towards Timing Isolation for Mixed-Criticality Communication in Software-Defined Vehicles

Authors:Lóránt Meszlényi, Julius Kahle, Dominik Püllen, Stefan Kowalewski, Stefan Katzenbeisser, Alexandru Kampmann
摘要: 随着汽车工业向集中式基于Linux的架构转型,确保混合关键性应用程序的可预测执行变得至关重要。 然而,同时使用Linux网络栈会引入干扰,导致不可预测的延迟和抖动。 为了解决这一挑战,我们提出了一种分层软件架构,以在基于Linux的汽车控制单元上的混合关键性应用程序之间实现以太网数据交换的时间隔离。 我们的方法在中间件层、网络栈层和硬件层集成流量优先级策略,以在整个软件栈中实现隔离。 在中间件层,我们实现了一个固定优先级、不可抢占的调度器,以管理不同关键性的发布者。 在网络层,我们利用表达数据路径(XDP)将高优先级数据直接从网络接口驱动程序路由到关键应用内存,绕过标准的Linux网络栈。 在硬件层,我们将一个网络接口卡(NIC)队列专门用于实时流量。 我们展示了我们的架构在基于数据分发服务(DDS)的系统中的表现。 我们的评估表明,即使在最佳努力应用程序的大量干扰下,该方法也能为实时流量带来一致且可预测的延迟。
摘要: As the automotive industry transitions toward centralized Linux-based architectures, ensuring the predictable execution of mixed-criticality applications becomes essential. However, concurrent use of the Linux network stack introduces interference, resulting in unpredictable latency and jitter. To address this challenge, we present a layered software architecture that enforces timing isolation for Ethernet-based data exchange between mixed-criticality applications on Linux-based automotive control units. Our approach integrates traffic prioritization strategies at the middleware layer, the network stack layer, and the hardware layer to achieve isolation across the full software stack. At the middleware layer, we implement a fixed-priority, non-preemptive scheduler to manage publishers of varying criticality. At the network layer, we leverage the express data path (XDP) to route high-priority data directly from the network interface driver into critical application memory, bypassing the standard Linux network stack. At the hardware layer, we dedicate a network interface card (NIC) queue exclusively to real-time traffic. We demonstrate how our architecture performs in a Data Distribution Service (DDS)-based system. Our evaluation shows that the approach leads to consistent and predictable latencies for real-time traffic, even under heavy interference from best-effort applications.
评论: 被IAVVC 2025接收;\copyright 2025 IEEE。版权通知按要求包含;8页;6图
主题: 网络与互联网架构 (cs.NI) ; 操作系统 (cs.OS)
引用方式: arXiv:2508.13652 [cs.NI]
  (或者 arXiv:2508.13652v1 [cs.NI] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.13652
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI(待注册)

提交历史

来自: Julius Kahle M.Sc. [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2025 年 8 月 19 日 09:02:58 UTC (231 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
cs.NI
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-08
切换浏览方式为:
cs
cs.OS

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号