Files
rtos_llm_opt/项目框架2-面向机器人大小脑异构系统的实时保障研究/10-研究框架/01-大小脑时间契约与跨域通信.md
T

2.6 KiB

大小脑时间契约与跨域通信

1. 接口原则

大小脑之间采用异步、有界、可超时和可丢弃的消息通道。小脑控制线程不得执行无限等待、动态扩容或不可控的大块数据复制。

大脑输出应从开放文本收敛为受约束结构:

任务目标 → 白名单技能 → 参数与约束 → 小脑验证 → 执行

2. 消息模型

请求

字段 含义
request_id 唯一序号
sample_time 输入数据采样时刻
deadline 最晚可用时刻
task_class 感知、规划、诊断或交互类别
priority 域内服务优先级提示
payload_ref 受控共享缓冲区引用
schema_version 接口版本

响应

字段 含义
request_id 请求匹配
finish_time 推理完成时刻
valid_until 结果失效时刻
model_version 模型版本和审计信息
confidence/status 结果质量与错误状态
skill_id 白名单技能编号
constraints 速度、力、空间和持续时间约束
checksum 完整性校验

3. 小脑消费条件

accept(result) =
    id_match
    AND schema_valid
    AND checksum_valid
    AND finish_time <= deadline
    AND now <= valid_until
    AND confidence >= threshold
    AND skill_is_whitelisted
    AND constraints_passed

拒绝结果后,小脑执行保持、传统控制、减速、停车或其他预定义回退,不等待大脑重新计算。

4. 通信实现候选

方式 优点 风险 适用场景
共享内存环形队列 + 通知 低复制、可控队列 缓存一致性和内存访问权限 同 SoC 分域主方案
RPMsg/邮箱 SoC 生态常见、域间明确 消息大小和驱动能力受限 MCU + 应用核
虚拟设备 与 Hypervisor 集成 VM exit 和虚拟中断开销 虚拟机分区
以太网/TSN 物理隔离、易扩展 网络栈与同步误差 双机大小脑

5. 队列策略

  • 队列必须有固定容量;
  • 状态类消息可采用“只保留最新值”;
  • 事务类技能命令不得静默覆盖;
  • 大脑过载时优先拒绝低价值请求;
  • 小脑记录丢弃、超时、覆盖和回退原因;
  • 域重启后通过 epoch 或会话号拒绝旧消息。

6. 验证重点

  • IPC 单向、往返、P99.9 和观测最大时延;
  • 消息大小、频率和队列深度的影响;
  • 队列满、乱序、重复、损坏和版本不一致;
  • 大脑域重启后的旧消息隔离;
  • 通信线程是否影响控制核和关键中断。