SPHERE

Le piattaforme multicore eterogenee aprono grandi opportunità nel mercato dei sistemi embedded in molti scenari applicativi. L'integrazione di più elementi di elaborazione in esecuzione a frequenze inferiori consente di ottenere prestazioni significative con un ridotto consumo energetico.

La maggiore complessità di sistemi emergenti (ad esempio, auto a guida autonoma, robot umanoidi, sistemi di realtà aumentata, spazi virtuali) richiede l'integrazione di sempre più sottosistemi e funzionalità, imponendo ulteriori vincoli al progetto di sistemi embedded ed evidenziando i limiti degli attuali frameworkdi sviluppo. Tali requisiti includono:

- Elevato carico computazionale;

- Fusione di una significativa mole di dati provenienti da un gran numero di sensori eterogenei;

- Comunicazione in tempo reale tra unità di controllo distribuite;

- Stretta interazione con l'ambiente;

- Capacità di gestire attività critiche, sostituendo attività umane safety-critical.

Il pieno sfruttamento di queste nuove piattaforme informatiche pone nuovi problemi, ovvero:

- Metodologie di sviluppo: sviluppare software real-time su una piattaforma eterogenea che includa CPU di diversi tipi e dispositivi hardware quali, ad esempio, GPU, FPGA e DSP, non è facile come in un sistema single-core, in quanto richiede parallelismo e un’oculata allocazione delle risorse.

- Gestione delle comunicazioni interne ed esterne: le prestazioni sono influenzate da ritardi molto variabili dovuti all'interferenza tra più dispositivi hardware.

- Garanzie in tempo reale: le molte cause di non determinismo in architetture così complesse rendono più difficile eseguire un'analisi temporale e fornire garanzie in tempo reale rispetto a una piattaforma a processore singolo.

- Strumenti di sviluppo: oggi non sono disponibili strumenti né sistemi operativi per supportare l'allocazione delle risorse e l'analisi temporale delle nuove piattaforme multicore.

Il progetto SPHERE mira a fornire un framework di sistema operativo integrato per astrarre la complessità hardware delle più recenti piattaforme multi-core e semplificare la gestione di  risorse computazionali eterogenee.

Il framework SPHERE fornirà metodologie e strumenti per:

- Analizzare il comportamento di esecuzione delle applicazioni e prevederne i tempi di risposta medi e quelli nel caso peggiore;

- Offrire meccanismi di comunicazione veloci e prevedibili tra più risorse computazionali;

- Applicare funzionalità di sicurezza per garantire l'integrità dei dati e la riservatezza dei nodi.

La fattibilità del framework SPHERE sarà convalidata in un innovativo sistema di guida autonoma per il settore automobilistico.