2019年9月11日 航空航天和国防

嵌入式系统:嵌入式系统设计的演变

由米歇尔Genard

嵌入式系统设计正在演变,因为企业面临着前所未有的创新压力。曾经为特定目的而建造的传统系统必须现代化,否则就必须让位给新的流体和连接系统。当然,这种转变并不是一夜之间发生的。让我们回顾一下嵌入式系统的历史,以及如何改变事物来推动这种进化。

嵌入式系统的发展

嵌入式系统设计正在改变,并随着企业系统的变化而变得更加灵活和软件定义。传统上,嵌入式系统是使用每个设备特有的封闭体系结构专门构建的。它们运行实时操作系统(RTOS),比如VxWorks.在有固定时间限制的系统中,可预测性是关键。实时操作系统确保这些系统不会出现故障。或者,没有实时需求的系统可以运行定制版本的Linux,例如风河系统公司Linux

嵌入式系统设计变得越来越灵活且软件定义。

下图显示了在工作中的嵌入式系统的简化示例,在这种情况下,在运行多个专有的嵌入式系统并行运行的汽车中。可以为远程信息处理系统,一个用于制动和控制,一个用于雷达,一个用于连接。每个都有自己的操作系统,专用硅和认证过程。

这种传统的方法现在正在向软件定义的开放式架构和整合提供道路。使用开放式标准,嵌入式系统设计可以利用商业现成(COTS)产品。这些包括类似的硬件认证/可证明标准化板计算机,PC平台等。这种换档导致大幅降低成本和更快的市场时间。

曾经孤立的系统现在也越来越紧密地联系在一起。在汽车的例子中,远程信息处理系统、制动系统和连接系统可以一起工作,将车辆数据发送给制造商、车队所有者,甚至是自动驾驶系统。随着远程信息处理系统的不断更新,制动和连接系统也可能需要更新——即使它们是在不同的技术平台上建造和由不同的公司制造。

曾经孤立的系统正在变得越来越紧密。

这些汽车嵌入式系统现在彼此相连,需要更大的安全对策,而不是静静时的安全对策。随着最近的许多重大数据泄露,一个系统可以将黑客提供给另一个路径。这是一个主要的零售链的案例,其销售点(POS)系统被黑了攻击,因为攻击者穿过商店的不安全但连接的HVAC嵌入式系统!这对零售店的品牌和声誉产生了重大损害。

制造商获得嵌入式系统认证的方式也发生了类似的变化。与组件级的认证相比,系统级的认证有了转变。这涉及到确保各个独立的嵌入式系统(每个都在一个系统组件中)能够协调地工作。

嵌入式系统设计为什么在变化

嵌入式系统设计的变化驱动程序包括硬件的改进以及软件开发方法中的持续演变。

在硬件级别,现在可以使用单个CPU进行更多。芯片(SOC)而不是托管一个应用程序,而不是一个应用程序,可以在单个硬件平台上支持多个应用程序,同时仍保持适度的功率和成本要求。

与此同时,软件开发技术的进步指向更软件定义和流体的系统比其前辈更具更多的系统。

核心价值观保持

虽然嵌入式系统世界存在许多变化,但核心要求仍然是相同的。嵌入式系统必须安全,安全,可靠,可证式。

  • 安全:网络攻击变得越来越普遍,与此同时,完全孤立的系统变得越来越稀少。嵌入式系统工程师比以前更加重视安全性。
  • 安全:这指的是系统确保其不会对其环境产生不利影响的能力,无论这种影响是什么。工业、运输、航空航天和汽车等部门的嵌入式系统如果出现故障,可能导致人员死亡或环境灾难。在这方面,决定论,即绩效的可预测性和可靠性,是至关重要的。一个区域中的故障不应该触发整个系统的故障。
  • 可靠性:嵌入式系统设计中的可靠性意味着它总是按照预期的那样运行。它应该产生相同的结果,在相同的时间框架内,第一次或第一百万次被激活。毕竟,在不会失败的系统中,太晚不是一个选项。
  • 可证明的:认证过程是许多嵌入式系统开发的关键且成本昂贵的一部分。必须维持和杠杆系统中的传统系统认证,同时必须管理未来系统认证。

你如何管理这种演变?嵌入式系统虚拟化

组织可以通过虚拟化利用嵌入式系统设计的这些变化。它是一种在企业中使用的方法,多年来,刚刚进入嵌入式系统市场。强大的虚拟化解决方案,如风河螺旋虚拟化平台,允许工程师设计一个单一的平台,基本上可以运行任何嵌入式系统,无论是旧的还是新的。这些工具可以满足现代嵌入式系统对安全性、安全性、可靠性和认证的要求。使用虚拟化将过去与未来连接起来,从而实现创新。

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