Context switch-prestanda i realtidssystem : En experimentell studie av ARM- och RISC-V-baserade kärnor i ett inbyggt system

Sammanfattning

Denna rapport undersöker hur två olika arkitekturval, ARM Cortex-M33 och RISC-V (Hazard3), påverkar realtidsprestandan på en mikrokontroller, närmare bestämt Raspberry Pi Pico 2, även kallad RP2350. Genom en experimentell metodik mäts latensen för ett kontextbyte samt tidsåtgång vid avbrottshantering. Detta sker inom FreeRTOS som är det operativsystem som användes i projektet. Mätningarna genomfördes med hjälp av GPIO-markering och oscilloskop för att uppnå en hög precision hos mätvärdena. Resultaten visar att ARM-kärnan presterar något snabbare vid planerade kontextbyten. Däremot uppvisade RISC-V en betydligt lägre latens vid avbrottshantering. Resultaten analyseras och potentiella felkällor samt arkitektoniska faktorer behandlas, däribland säkerhetsmekanismen Arm-TrustZone och andra skillnader som skiljer ARM- och RISC-V-kärnorna åt så som hantering av flyttalsoperationer. Studien bidrar med kvantitativa data och stödjer utvecklare i framtida val av arkitektur för tidskritiska inbyggda system.