Master Thesis MSTR-0001

BibliographyEisfeld, Andrej: Entwurf und Analyse von Konzepten zur effizienten Datenübertragung von Grafikrendering-Befehlen auf eingebetteten Systemen.
University of Stuttgart, Faculty of Computer Science, Electrical Engineering, and Information Technology, Master Thesis No. 1 (2014).
84 pages, german.
CR-SchemaI.3.2 (Graphics Systems)
C.2.4 (Distributed Systems)
C.4 (Performance of Systems)
Abstract

Die Interaktion zwischen Mensch und Maschine war seit Anbeginn der Automobilindustrie ein wichtiger Faktor für die Kundenzufriedenheit. Heutzutage erfolgt diese verstärkt unter Einsatz von Anwendungen, die auf dem Kombiinstrument und dem Display des Infotainment Systems angezeigt werden. Werden beide Systeme auf einer Plattform betrieben, so bekommt die Isolation ihrer Anwendungen, auch durch die steigende Zahl dieser, eine immer höhere Bedeutung und kann durch Virtualisierung erzielt werden. Um ein effizientes Rendering von Grafikbefehlen in einer solchen virtualisierten Umgebung zu ermöglichen, entwarf die Daimler AG eine Middleware als Schnittstelle zwischen den Anwendungen und der GPU. Mögliche Optimierungspotentiale dieser, um eine nahezu native Performanz von Grafikanwendungen zu gewährleisten, sind Gegenstand dieser Arbeit.

Dazu wurden sowohl die Middleware, als auch typische OpenGL ES basierte Grafikanwendungen und ihnen zugrundeliegende Grafikbefehle untersucht und klassifiziert. Ausgehend davon wurden Optimierungslösungen vorgeschlagen und unter Hinzunahme verschiedener repräsentativer Szenarien hinsichtlich Performanz evaluiert. Ein weiterer Punkt der Arbeit ist die Skalierbarkeit der OpenGL ES Middleware. Zur Auswertung dieser dienen sowohl homogene, als auch heterogene Szenarien, die mit dem nativen Ausführungsverhalten der Szenarien verglichen. Ein wichtiger Aspekt, der ebenfalls zu behandelt wurde, ist das Management der beschränkten Systemressourcen auf eingebetteten Systemen.

Anhand der ausgewählten Szenarien wird gezeigt, dass die eingesetzten Konzepte sowohl die Performanz einzelner Anwendungen verbessern, als auch die Skalierbarkeit der Middleware insgesamt positiv beeinflussen. Dabei wird bis zu 98% der nativen Framerate erzielt. Dies wird hauptsächlich durch eine Puffer-basierte Asynchronisierung von synchronen Grafikbefehlen und einen effizienten Einsatz von Shared Memories erzielt.

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Department(s)University of Stuttgart, Institute of Parallel and Distributed Systems, Distributed Systems
Superviser(s)Gansel, Simon; Schnitzer, Stephan
Entry dateNovember 24, 2014
   Publ. Department   Publ. Institute   Publ. Computer Science