Modern UAV architectures increasingly aim to unify high-level autonomy and low-level flight control on a single General-Purpose Operating System (GPOS). However, complex multi-core System-on-Chips (SoCs) introduce significant timing indeterminism due to shared resource contention. This paper performs an architectural analysis of the PREEMPT RT Linux kernel on a Raspberry Pi 5, specifically isolating the impact of kernel activation paths (deferred execution SoftIRQs versus real-time direct activation) on a 250 Hz control loop. Results show that under heavy stress, the standard kernel is unsuitable, exhibiting worst-case latencies exceeding 9 ms. In contrast, PREEMPT RT reduced the worst-case latency by nearly 88 percent to under 225 microseconds, enforcing a direct wake-up path that mitigates OS noise. These findings demonstrate that while PREEMPT RT resolves scheduling variance, the residual jitter on modern SoCs is primarily driven by hardware memory contention.


翻译:现代无人机架构日益趋向于在单一通用操作系统(GPOS)上统一高层自主性与低层飞行控制。然而,复杂的多核片上系统(SoC)由于共享资源争用引入了显著的时间不确定性。本文对树莓派5上的PREEMPT_RT Linux内核进行了架构分析,特别隔离了内核激活路径(延迟执行的软中断与实时直接激活)对250 Hz控制回路的影响。结果表明,在重负载压力下,标准内核不适用,其最差情况延迟超过9毫秒。相比之下,PREEMPT_RT将最差情况延迟降低了近88%,降至225微秒以下,通过强制执行直接唤醒路径来抑制操作系统噪声。这些发现表明,尽管PREEMPT_RT解决了调度方差问题,但现代SoC上的残余抖动主要由硬件内存争用驱动。

0
下载
关闭预览

相关内容

《面向海军应用的无人机网络安全仿真环境》
专知会员服务
19+阅读 · 4月7日
《城市三维环境下无人机路径规划算法效能比较分析》
专知会员服务
32+阅读 · 2025年3月25日
无人机系统控制研究综述
专知会员服务
44+阅读 · 2024年11月26日
无人机空地网络研究综述
专知会员服务
51+阅读 · 2024年5月19日
无人机集群编队自主协同控制方法综述
专知会员服务
79+阅读 · 2024年4月15日
面向复杂多任务的异构无人机集群分组调配
专知会员服务
47+阅读 · 2024年3月12日
无人预警机系统架构及关键技术分析
专知
14+阅读 · 2022年8月6日
【无人机】无人机的自主与智能控制
产业智能官
54+阅读 · 2017年11月27日
无人机飞行控制方法概述
无人机
13+阅读 · 2017年10月7日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
14+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
29+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2010年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
从采集到决策:美军视角下的战术情报范式重构
专知会员服务
1+阅读 · 今天2:42
《履带式无人地面战车技术发展现状》
专知会员服务
2+阅读 · 今天1:46
《无人机脆弱性利用:网络空间力量的新域》
专知会员服务
2+阅读 · 8月1日
美空军如何将人工智能从战场部署至后方机关
专知会员服务
11+阅读 · 7月31日
《史诗怒火行动:多域前瞻评估》49页报告
专知会员服务
7+阅读 · 7月31日
《英国防部:未来空战系统数字化战略》33页
专知会员服务
5+阅读 · 7月31日
《面向自主飞行网络的智能体人工智能架构》
专知会员服务
7+阅读 · 7月31日
相关VIP内容
《面向海军应用的无人机网络安全仿真环境》
专知会员服务
19+阅读 · 4月7日
《城市三维环境下无人机路径规划算法效能比较分析》
专知会员服务
32+阅读 · 2025年3月25日
无人机系统控制研究综述
专知会员服务
44+阅读 · 2024年11月26日
无人机空地网络研究综述
专知会员服务
51+阅读 · 2024年5月19日
无人机集群编队自主协同控制方法综述
专知会员服务
79+阅读 · 2024年4月15日
面向复杂多任务的异构无人机集群分组调配
专知会员服务
47+阅读 · 2024年3月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
14+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
29+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2010年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员