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RDMA-Based Deterministic Communication Architecture for Autonomous Driving

Abaza, Hazem und Habishyashi, Abhinaba und Roy, Debayan und Bastoni, Andrea und Haj Hammadeh, Zain Alabedin und Fan, Shiqing und Saidi, Selma und Tverdyshev, Sergey (2023) RDMA-Based Deterministic Communication Architecture for Autonomous Driving. In: 29th IEEE International Conference on Embedded and Real-Time Computing Systems and Applications, RTCSA 2023, Seiten 137-146. The 29th IEEE International Conference on Embedded and Real-Time Computing Systems and Applications(RTCSA’23), Niigata, Japan. doi: 10.1109/RTCSA58653.2023.00025. ISBN 979-835033786-0. ISSN 2325-1301.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10296306

Kurzfassung

Autonomous driving is a big challenge for nextgeneration vehicles and requires multiple computationallyintensive deep neural networks (DNNs) to be implemented on distributed automotive platforms. Distributed software—enabling autonomous functionalities—has strict timing requirements, e.g., low and deterministic end-to-end latency. Such timings rely on the communication technologies used in the automotive platform, as much on the computation performance of CPUs, GPUs, TPUs, and FPGAs. Hence, we advocate the use of Remote Direct Memory Access (RDMA) technology—typically used in data centers—in automotive platforms. As shown by our experiments with real hardware, Soft-RoCE (software implementation of RDMA) offers low latency communication because of minimal CPU involvement and reduced memory copies. Simultaneously, we show that the native implementation of RDMA does not support determinism, i.e., there is a high variation in communication delays in the presence of interfering data packets. To mitigate this issue, we propose a multi-layer communication stack comprising a deterministic scheduler on top of the SoftRoCE layer. Further, we have developed a C++ library that offers easy-to-use communication interfaces for distributed applications while implementing the proposed architecture. Experiments show that our library (i) reduces the end-to-end latency of distributed object detection by nearly 9% while having an implementation overhead of less than 1.5% and (ii) minimizes the effects of other data traffic on the delay in high-priority communication.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/197227/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:RDMA-Based Deterministic Communication Architecture for Autonomous Driving
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Abaza, HazemTU DortmundNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Habishyashi, AbhinabaHuawei Munich Research CenterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roy, DebayanHuawei Munich Research CenterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bastoni, AndreaTechnische Universitat MünchenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Haj Hammadeh, Zain AlabedinZain.HajHammadeh (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7539-2393146503678
Fan, ShiqingHuawei Munich Research CenterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Saidi, Selmaselma.saidi (at) tu-dortmund.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tverdyshev, SergeyHuawei Munich Research CenterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:3 November 2023
Erschienen in:29th IEEE International Conference on Embedded and Real-Time Computing Systems and Applications, RTCSA 2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/RTCSA58653.2023.00025
Seitenbereich:Seiten 137-146
ISSN:2325-1301
ISBN:979-835033786-0
Status:veröffentlicht
Stichwörter:real-time autonomous driving
Veranstaltungstitel:The 29th IEEE International Conference on Embedded and Real-Time Computing Systems and Applications(RTCSA’23)
Veranstaltungsort:Niigata, Japan
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Sichere Softwaretechnik
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Softwaretechnologie > Software für Raumfahrtsysteme und interaktive Visualisierung
Hinterlegt von: Haj Hammadeh, Zain Alabedin
Hinterlegt am:13 Nov 2023 09:44
Letzte Änderung:12 Dez 2023 09:26

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