Performance Optimization of a CAN Data Server on a Heterogeneous Automotive Embedded System

La rapida evoluzione delle architetture elettroniche automobilistiche, guidata dalla crescente diffusione dei sistemi di infotainment e dei cruscotti digitali, ha portato a un significativo aumento della quantità di dati scambiati tra le Electronic Control Units (ECU) e alla transizione verso hardware più potenti, come gli High Performance Computers (HPC). Nonostante l’introduzione di nuove tecnologie, il Controller Area Network (CAN) rimane il protocollo di comunicazione predominante, richiedendo soluzioni firmware efficienti per garantire bassa latenza e prestazioni affidabili. La presente tesi descrive la progettazione, l’implementazione e l’ottimizzazione di firmware embedded per la gestione dei dati CAN su piattaforme automotive eterogenee, composte da microcontrollori con sistemi operativi real-time hard e microprocessori con sistemi operativi automotive di tipo general-purpose. Il lavoro comprende lo sviluppo di un codec CAN, l’integrazione del firmware con applicazioni di più alto livello tramite meccanismi efficienti di serializzazione dei dati e la valutazione delle prestazioni su diverse piattaforme hardware. L’analisi mette in evidenza i principali colli di bottiglia, come l’allocazione dinamica della memoria, la comunicazione tramite memoria condivisa e l’overhead dovuto alle attività di debug. Sono state applicate strategie di ottimizzazione che hanno portato a una riduzione dei tempi di esecuzione, a una maggiore stabilità e a un utilizzo più efficiente delle risorse, come dimostrato attraverso risultati prestazionali esemplificativi. Le conclusioni delineano il contributo di questo lavoro nel migliorare l’affidabilità e la scalabilità dei sistemi di comunicazione veicolari e discutono i possibili sviluppi futuri.