Uso de GPUs en aplicaciones de tiempo real: Una revisión de técnicas para el análisis y optimización de parámetros temporales

IF 1.1 4区计算机科学 Q4 AUTOMATION & CONTROL SYSTEMS

Revista Iberoamericana De Automatica E Informatica Industrial Pub Date : 2023-11-07 DOI:10.4995/riai.2023.20321

Iosu Gomez, Unai Díaz de Cerio, Jorge Parra, Juan M. Rivas, J. Javier Gutiérrez

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Abstract

La conducción autónoma despierta un interés cada vez mayor en la industria, no solo en el sector de la automoción, sino también en el transporte de personas o mercancías por carretera o ferrocarril y en entornos de fabricación más controlados. Los sistemas ciber-físicos que se están proponiendo para este tipo de aplicaciones requieren de una gran capacidad de cómputo (arquitecturas hardware con varios núcleos, GPUs, NPUs…) para poder atender y reaccionar a una múltiple y compleja cantidad de sensores (cámaras, radar, LiDAR, medida de distancia, etc.). Por otro lado, este tipo de sistemas debe atender a requisitos de seguridad funcional y también de tiempo real. Este último aspecto plantea retos en los que se está trabajando intensamente y en los que aún quedan muchas cuestiones por resolver. En este trabajo, se hace una revisión de la literatura más reciente del uso de arquitecturas heterogéneas con GPUs en aplicaciones de tiempo real. Estos trabajos proponen soluciones para la estimación de cotas de tiempos de ejecución y respuesta temporal, proponiendo diferentes estrategias de optimización destacando la mitigación de interferencia en la memoria.

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gpu在实时应用中的应用:时间参数分析和优化技术综述

自动驾驶在工业中引起了越来越多的兴趣，不仅在汽车行业，而且在通过公路或铁路运输人员或货物以及在更受控的制造环境中。为这类应用提出的信息物理系统需要大量的计算能力(多核硬件架构、gpu、NPUs……)，以便能够处理和响应多种复杂的传感器(摄像机、雷达、激光雷达、距离测量等)。另一方面，这种类型的系统必须满足功能和实时安全的要求。后一个方面提出了挑战，这些挑战正在进行密集的工作，许多问题仍有待解决。在本文中，我们回顾了在实时应用中使用异构gpu架构的最新文献。这项工作提出了估计运行时间和时间响应配额的解决方案，提出了不同的优化策略，突出了内存干扰的缓解。

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Revista Iberoamericana De Automatica E Informatica Industrial 工程技术-机器人学

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期刊介绍： La Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial (RIAI) es el órgano de expresión del Comité Español de Automática (CEA), miembro de la Federación Internacional de Control Automático (IFAC). La revista se desarrolla en el marco de la comunidad iberoamericana, y en general, en los entornos en los que el español constituye el idioma básico y no excluyente de comunicación. RIAI engloba las siguientes temáticas: • Teoría de control y sistemas. • Ingeniería de control de procesos e instrumentación. • Técnicas de control avanzado. • Automatización y control de sistemas de producción. • Robótica y sistemas robotizados. • Arquitecturas de control y tecnología de computadores aplicada al control automático de sistemas. • Sistemas de tiempo real e informática industrial aplicados al control automático de sistemas. • Filtrado, estimación y análisis y tratamiento de señales e imágenes aplicados al control automático de sistemas. • Visión por computador aplicada al control automático de sistemas. • Modelado, identificación, simulación y optimización de sistemas. • Inteligencia computacional y técnicas de supervisión y detección de fallos aplicados al control automático de sistemas. • Historia de la automática. La automática en sistemas sociales, económicos y empresariales. • Cuestiones docentes y de formación en automática. • Control de sistemas en red y complejos a gran escala. • Control automático de procesos industriales, sistemas energéticos, mineros, ingeniería civil y edificios. • Control automático de sistemas de transporte y vehículos. • Control automático en bioingeniería, biología, agricultura, ecología y medicina. • Control automático de máquinas y motores y mecatrónica.