实时操作系统与实时网络新技术 | CNCC2021

自刘炯朗先生于1973年发表硬实时调度论文以来，实时系统理论成为计算机科学学科的重要支撑之一，并成为实时操作系统的设计基础；1994年K. Tindell把实时系统分析理论应用到控制器局域网络（CAN），并创造了CAN在实时网络应用的30年辉煌。当前，随着智能化与网联化的快速发展，以时间敏感网络（TSN）为代表的高带宽与低延迟实时以太网得到广泛关注，但在具体应用时面临诸多适应性问题；与此同时，AIoT时代的实时操作系统需突破实时通信、资源复用及安全隔离等关键技术。本论坛将邀请学术界与工业界知名专家，研讨实时操作系统与实时网络的新技术与工业实际应用。

谢国琪

湖南大学 教授、CCF嵌入式系统专委会常委兼副秘书长

湖南大学教授、博导、日本名古屋大学博士后、湖南大学重庆研究院“车网智能融合”研创中心负责人、2018 IEEE TCSC Early Career Researcher Award获得者、CCF嵌入式系统专委会常委兼副秘书长、IEEE/ACM/CCF高级会员；主要研究兴趣为实时系统、高性能嵌入式计算、汽车信息物理系统（Automotive Cyber-Physical Systems）；以第一作者发表CCF A类会议与IEEE/ACM Transactions期刊论文30多篇；出版专著及教材3本；担任JSA、JCSC、MICPRO3本SCI期刊的编委（Associate Editor）、RTSS 等顶级国际会议的程序委员会成员；主持了纵/横向项目多项，完成了多款实时及嵌入式应用的研发。

蒋斌

湖南大学 教授、计算机工程系主任

湖南大学教授，博士毕业于日本国东京工业大学、外国人特别研究员。CCF高级会员，ACM、IEEE会员，中国计算机学会大数据专家委员会（TFBD）专家委员，中国计算机学会协同计算专业委员会（TCCC）委员，中国计算机学会计算机应用专业委员会（TCAPP）委员，中国人工智能学会（CAAI）会员，教育部学位与研究生教育评估专家，北京市自然科学基金评审专家，湖南省科技咨询与评审专家，湖南省工业机器视觉工程技术研究中心专家指导委员，长沙市工业科技特派员，邵阳市人民政府科技经济顾问，株洲市网络安全和信息化专家。

胡欣蔚

华为技术有限公司公司 华为ICT操作系统资深专家、openEuler社区技术委员会主席

报告题目：对嵌入式实时操作系统的发展的一点思考

报告摘要：openEuler是华为于2019年发起的操作系统开源社区。在21年9月刚刚发布了最新的创新版本。值得注意的是，在最近的华为全联接大会上，公司重新发布了openEuler的定位，从一个服务器操作系统，演进为面向数字基础设施的操作系统。华为在服务器操作系统与嵌入式操作系统上都有十多年的积累。但在行业内，尝试用一个社区来融合支持ICT与OT，这依然是个敢为人先的尝试。本演讲分享open Euler社区对嵌入式发展的思考以及对未来社区演进的一点展望。

个人简介：胡欣蔚，2011年加入华为，现为ICT操作系统资深专家，openEuler社区技术委员会主席，庞加莱实验室主任；曾在 SuSE Linux 等公司担任研发负责人，具有长期的操作系统、高可用软件、底层软件等领域工作经验和技术积累；也有丰富的开源社区参与经验；对处理器、体系架构、OS、容器等具有广阔的技术视野。

何小庆

北京麦克泰软件技术有限公司 创始人、嵌入式系统联谊会秘书长

报告题目：AIoT时代的实时操作系统

报告摘要：报告回顾了嵌入式实时操作系统（RTOS）演进历程，展望了嵌入式系统向AIoT发展的大趋势，实时性将是AIoT 系统面临挑战之一，RTOS 正在机器人、工业网络和无人驾驶新兴实时领域获得关注。报告阐述了资源共享对实时性影响，多核，虚拟化、微内核以及功能安全技术的操作系统实时性考量。

个人简介：何小庆，嵌入式系统知名专家，《单片机与嵌入式系统应用》副主编，嵌入式系统联谊会秘书长，麦克泰软件公司创始人。长期从事嵌入式与物联网技术、产业和教育方面工作，发表论文100余篇，有《嵌入式操作系统风云录》、《嵌入式实时操作系统》和《深入理解RISC-V 编程》  等7本中英文著译作，在高校和企业讲授物联网和创业课程。

孙志刚

国防科技大学 研究员、系副主任、开源项目OpenTSN和“TSN系统设计论坛（枫林论坛）”发起人

报告题目：面向时间敏感任务的TSN与端系统联合规划——问题，挑战与实践

报告摘要：时间敏感网络（TSN）在车载、机载和星载等装备中具有重要应用前景。为了保证装备平台上“传感-计算-执行”闭环操作的确定性，需要端系统任务调度与TSN数据交换在时间轴上进行联合规划。报告首先分析了TSN与端系统联合规划时面临的时间同步，时间触发调度，以及多任务隔离等问题，然后介绍了项目组基于Linux端系统和OpenTSN交换平台进行端网联合规划的相关研究工作。

个人简介：孙志刚，国防科技大学计算机学院网络空间安全系副主任，研究员，博士生导师。长期从事实时和确定性网络技术研究以及网络交换设备和网络芯片研制，是开源项目OpenTSN和“TSN系统设计论坛（枫林论坛）”的发起人。2021年3月完成开源TSN芯片“枫林一号”的ASIC投片验证。曾任国家863项目首席专家，获新世纪优秀人才支持计划资助，获国家科技进步特等奖1次，国家科技进步二等奖2次，部委级科技进步一等奖2次，二等奖5次，发表论文100多篇，获专利授权十余项。 

常万里

湖南大学 教授

报告题目：多核混合关键级系统的高可靠资源共享

报告摘要：在自动驾驶汽车、航空航天、无线通信、机器人、工业自动化等应用领域的驱动下，嵌入式系统需要以有限资源实现复杂功能与高性能，并保障实时性与可靠性。基于多核架构的大规模资源共享成为必然。然而现有的资源共享协议尚未考虑可靠性，即如何容错。为满足可靠性要求所采取的重复任务执行加剧了对共享资源的竞争。因此，将资源共享应用于安全关键领域仍有很大障碍。本次报告填补了可靠性与资源共享之间的空白。聚焦于实际中广泛存在的混合关键系统，我们提出了首个共享资源下的容错方案，目标是满足可靠性要求的前提下降低阻塞时间。时间约束由可调度性分析给出。

个人简介：常万里，2020年入选国家海外高层次人才引进计划，任湖南大学正教授，华为高级专家顾问，ACM嵌入式系统专委会SIGBED秘书长，设计自动化专委会SIGDA执委。此前任英国约克大学终身教职，实时系统国家实验室副主任，Bosch专家顾问。博士毕业于德国慕尼黑工大，获最佳博士论文奖，本科新加坡南洋理工大学。近三年发表CCF A类论文19篇，共7次获得CCF B类以上会议最佳论文提名。任DAC自动系统领域主席，RTSS论文评奖委员会委员，英国计算机学会杰出论文奖评审专家。

关楠

香港城市大学 副教授

报告题目：Towards Real-Time Robotic Operating System (ROS)

报告摘要：ROS (Robot Operating System) is currently the most popular framework for robotic software development. In its 10-years history, ROS has been used by hundreds of thousands of developers to power a large number and different types of robotic systems. The philosophy behind ROS architecture is facilitating software modularity and composability, so non-expert developers can quickly build robotic software with sophisticated functionalities by reusing existing packages. Robotic software is typically subject to timing constraints, to match the inherent dynamics of physical objects and the environment. In this talk, I will identify some theoretical and practical challenges in building real-time software on ROS, and introduce some of our recent work on building the theoretical foundation and improving the real-time performance of ROS.

个人简介：关楠，香港城市大学副教授，瑞典乌普萨拉大学博士，在嵌入式实时系统特别方向取得一系列重要研究成果，于2020年获得ACM SIGBED青年研究者奖（ACM SIGBED Early Career Researcher Award），于2020年获得顶级国际学术会议EMSOFT最佳论文奖，于2019年获得顶级国际学术会议RTSS最佳论文奖，于2019年获得国际学术会议ISORC最佳论文奖，于2018年获得国际学术会议e-Energy最佳论文奖，于2014年获得欧洲设计自动化学会EDAA杰出博士论文奖，于2013年获得顶级国际学术会议DATE最佳论文奖，于2009年获得顶级国际会议RTSS最佳论文奖。任实时系统领域顶级会议RTAS 2022 General Chair，RTAS 2021 Program Chair，嵌入式软件领域顶级会议EMSOFT 2015 Program Chair. IEEE实时系统技术委员会TCRTS执行委员会委员。

金曦

中国科学院沈阳自动化研究所 研究员

报告题目：基于多核调度理论的工业网络实时调度

报告摘要：工业网络与民用网络相比最典型的特点之一是“硬实时性”。工业数据如果无法在截止期前到达目的端，可能导致严重的生产安全事故。2010年有学者将网络的硬实时调度映射到多核调度上，从而开启了工业网络的硬实时调度研究。本报告将在总结工业网络硬实时调度技术趋势的基础上，重点就其与多核调度的区别、方法的借鉴、理论的延伸进行深入的探讨，同时将详细介绍报告人近年在工业传感网、时间敏感网络、以及工业5G方面的硬实时调度研究与思考。

个人简介：金曦，中国科学院沈阳自动化研究所研究员，博士毕业于东北大学。主要研究方向为工业网络调度、实时系统、信息物理系统等，参与了我国唯一具有自主知识产权的面向过程自动化的无线网络WIA-PA技术的研发，发表SCI论文30篇，承担及参与国家自然科学基金、重点研发等多项大型项目。

谢勇

南京邮电大学 副教授

报告题目：面向智能网联汽车的车内实时网络关键技术

报告摘要：汽车的“新四化”发展带来一场深刻的汽车产业革命，这导致智能网联汽车车内电子系统及其网络结构的一场深刻变革。本报告将首先介绍智能网联汽车车内网络结构的演化趋势，然后结合报告人研究团队的研究基础，分别从设计、分析、验证和优化等多个层面介绍主流智能网联汽车车内网络（CAN/CAN FD/FlexRay/TSN）在实时安全、网络安全和功能安全方面面临的关键技术挑战。

个人简介：谢勇，南京邮电大学副教授，硕士生导师，中国计算机学会体系结构专委会、嵌入式系统专委会委员。湖南大学与日本名古屋大学联合培养博士、国防科技大学分布式与并行处理国防重点实验室博士后。入选南京邮电大学“1311”人才计划。从事嵌入式实时系统调度理论，车内实时网络等相关的研究工作。先后主持国家自然科学基金项目2项、省自然科学基金面上项目2项，参与“核高基”重大专项、863项目等。在IEEE TITS, IEEE TII, JSA, SPE, 软件学报，计算机研究与发展，通信学报等权威期刊和学术会议上发表40余篇学术论文，主编编著1本、参与4本教材和专著的编写（或翻译）。获得福建省第四届创新创业大赛二等奖、龙岩市第二届科技创新创业大赛一等奖。