2019年12月23日 物联网/ M2M

嵌入式系统的虚拟化技术

由米歇尔Genard

虚拟化技术已经在企业IT运营中使用多年,它是一种新的技术进入嵌入式系统市场。它为组织提供了一种解决方案,以帮助将其封闭的、专门构建的遗留系统转换为现代世界的新部署,新部署采用更灵活的、软件定义的和连接的方法。

风河螺旋虚拟化平台是专门为实现这种发展而设计的解决方案。它是一个可以运行任何嵌入式系统的单一平台,无论它是一个遗留系统还是一个现代系统。

虚拟化技术:风河螺旋虚拟化平台

实现潜在的虚拟化在嵌入式系统中,风河开发了风河螺旋虚拟化平台。如图1所示,Helix平台支持像风河一样多样的操作系统VxWorks RTOS,风河系统公司Linux、微软Windows、Android和其他客户操作系统,包括未经修改的“自带”(BYO)客户。硬件解耦可以让任何混合的操作系统在Intel®或ARMTM架构上运行。Helix Platform Type 1管理程序在处理器核心级别上操作,促进每个应用程序的平滑、安全和并发操作。

图1:Helix Platform Type 1管理程序的参考体系结构,它允许多个嵌入式系统在单个硅片上运行

Helix平台支持许多不同的行业框架,如用于安全关键航空电子系统的RTOS空间和时间划分的ARINC 653软件规范、O-PAS工业自动化标准和用于汽车的ADAR。螺旋平台也很容易通过DO-178C机载系统安全、IEC 61508工业功能安全和ISO 26262汽车安全认证。

图2:Helix平台如何使静态、锁定或动态灵活配置在相同的硬件上同时运行

例如,图2设想了飞机如何利用螺旋平台运行基于实时操作系统的安全关键应用程序和其他通用应用程序(如用户界面)的组合,但它也可以运行人工智能和机器学习应用程序。

与独立运行每个嵌入式系统相比,单一的Helix平台体系结构通常被认为更安全。更多的系统意味着更多暴露于潜在攻击的表面积。网络安全最佳实践表明,多个端点比单个端点更难保护。在单个管理程序上应用类似于零信任的安全策略比将其应用于多个设备上的多个嵌入式系统更容易、更安全。

理论上,它也更容易测试漏洞。在图1所示的示例中,安全测试人员只需要测试从管理程序到internet的一条路径,而不是5条。而且,考虑到有缺陷的补丁管理实践是网络风险暴露的已知来源,使用单个虚拟机监控程序打补丁要比使用各种(可能无法打补丁的)遗留系统安全得多。这假设了嵌入式系统的隔离,这是螺旋平台提供的。

Helix平台内的健壮分区限制了对关键嵌入式系统元素的访问。如果一个恶意的参与者、错误调用错误或有问题的应用程序可以渗透到一个嵌入式系统中,那么他、她或它就不能轻易地攻击平台上的任何其他系统。这是大多数网络安全框架的核心对策。该平台还控制资源分配,从而保护系统的完整性。

桥梁到未来的应用

当然,从遗产系统到未来的旅程从未发生过夜。螺旋平台可以作为关键桥梁,使开发人员能够部署现有的应用程序(及其相关认证),直到与新应用程序一起生活结束。这种新的和遗留应用的混合也可以在新的和旧操作系统的混合中运行。

Helix平台可以将您在遗留应用程序上的投资与软件定义的未来连接起来。

想想航空电子控制器。出于安全和认证的原因,它必须在RTOS上运行,但它也可能与基于linux的、人工智能(AI)驱动的路径优化解决方案连接。这个解决方案本身就是一个更大的飞行管理系统的一部分。整个系统具有快速的产品发布周期和严格的网络安全要求。Helix平台提供了在单个独立于硬件的平台上运行遗留应用程序和新出现的应用程序所需的稳定性和灵活性。

嵌入式系统虚拟化技术的财务回报

依赖于嵌入式系统的设备和解决方案的制造商应该能够从向虚拟化的转变中看到投资回报(ROI)。从资本支出的角度来看,Helix Platform减少了对嵌入式系统开发、测试和生产所需的专门硬件的需求。

虚拟化提供了清晰的投资回报率,减少了资本支出和运营支出,同时支持了增加收入的流程。

在运营成本方面,虚拟化通过节省多个成本类别来提高投资回报率。在产品开发周期中,每件事都进行得更快,因此开发支出应该有所减少。测试和QA也同样被缩短了,从而节省了这一领域的成本。使用虚拟机监控程序方法,就不需要雇用和留住技能越来越少的开发人员了。此外,随着应用程序整合的增加,支持前几代嵌入式系统的臭名昭著的“长尾”也会减少。

收入也应该增加作为嵌入式系统虚拟化的结果。产品开发周期的加快将增加销售。增加的可扩展性和集成性也可以带来收入的增长。一个原本独立的设备现在可以很容易地成为扩展系统的一部分,有更多的潜在客户想购买它。资本支出和运营支出的削减,加上收入的增加,意味着嵌入式系统虚拟化的高投资回报率。

知识产权(IP)的重用也有助于虚拟化带来的ROI。通过与现有嵌入式系统软件向前兼容的单一平台,将现有代码库和客户操作系统重新用于新的嵌入式系统创新变得更加容易。

利用风河的虚拟化技术将您的产品提升到一个新的水平

Wind River Helix虚拟化平台提供了对遗留嵌入式系统进行现代化改造的解决方案。它能够处理当今互联系统的安全性、安全性、可靠性和认证要求,以连接新旧系统。Helix平台运行在领先的硬件架构上,同时简化了各种行业的认证。现在,嵌入式系统制造商可以通过一个平台避免遗留的支持陷阱,该平台可以加快ROI的上市时间,同时减少资本和运营费用。

螺旋平台为嵌入式系统的开发人员提供了一条前进的道路,他们需要与时俱进,同时保留他们的传统投资。

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