論文の概要: Scheduling Analysis of UAV Flight Control Workloads using Raspberry Pi 5 Using PREEMPT_RT Linux

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.19275v1
• Date: Tue, 21 Apr 2026 09:46:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-22 22:41:49.70713
• Title: Scheduling Analysis of UAV Flight Control Workloads using Raspberry Pi 5 Using PREEMPT_RT Linux
• Title（参考訳）: PreEMPT_RT Linuxを用いたRaspberry Pi 5によるUAV飛行制御作業のスケジューリング解析
• Authors: Luiz Giacomossi, Håkan Forsberg, Ivan Tomasic, Baran Çürüklü, Tommaso Cucinotta,
• Abstract要約: 本稿では,Raspberry Pi 5上でのPreEMPT RT Linuxカーネルのアーキテクチャ解析を行う。 その結果、重度のストレス下では、標準カーネルは不適合であり、最悪の遅延は9ミリ秒以上であることがわかった。 PreEMPT RTは最悪のケースのレイテンシを88%近く減らし、225マイクロ秒以下にした。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9519010261579322
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Modern UAV architectures increasingly aim to unify high-level autonomy and low-level flight control on a single General-Purpose Operating System (GPOS). However, complex multi-core System-on-Chips (SoCs) introduce significant timing indeterminism due to shared resource contention. This paper performs an architectural analysis of the PREEMPT RT Linux kernel on a Raspberry Pi 5, specifically isolating the impact of kernel activation paths (deferred execution SoftIRQs versus real-time direct activation) on a 250 Hz control loop. Results show that under heavy stress, the standard kernel is unsuitable, exhibiting worst-case latencies exceeding 9 ms. In contrast, PREEMPT RT reduced the worst-case latency by nearly 88 percent to under 225 microseconds, enforcing a direct wake-up path that mitigates OS noise. These findings demonstrate that while PREEMPT RT resolves scheduling variance, the residual jitter on modern SoCs is primarily driven by hardware memory contention.
• Abstract（参考訳）: 現代のUAVアーキテクチャは、単一の汎用オペレーティングシステム(GPOS)上で、高レベルの自律性と低レベルの飛行制御を統合することを目指している。 しかし、複雑なマルチコア・システム・オン・チップ(SoC)は、共有リソース競合による重要なタイミング不決定性をもたらす。 本稿では,Raspberry Pi 5 上での PreEMPT RT Linux カーネルのアーキテクチャ解析を行い,250Hz の制御ループにおけるカーネルアクティベーションパス (遅延実行ソフトIRQ とリアルタイムダイレクトアクティベーション) の影響を分離する。 対照的に、PreEMPT RTは最悪のケースのレイテンシを88%近く減らして225マイクロ秒以下にし、OSノイズを緩和する直接の覚醒経路を強制している。 これらの結果から,PreEMPT RTはスケジューリングのばらつきを解消するが,現在のSoCの残留ジッタはハードウェアメモリの競合によって主に駆動されることがわかった。

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