嵌入式虚拟化

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推动关键基础设施向软件定义平台迁移
风河· 2025-05-11 14:15
报告行业投资评级 未提及 报告的核心观点 关键基础设施中嵌入式系统正经历变革,多个行业对设备支持更高智能需求增长,推动基于开放标准的软件定义架构技术需求,风河开物Hypervisor提供支持该架构的灵活虚拟化平台,满足共性需求并符合多市场安全认证要求 [2] 根据相关目录分别进行总结 嵌入式系统从自动化向自主性的演变 - 过去十年嵌入式系统在性能、连接性和能力方面持续演变,历史上部分嵌入式设备执行固定功能、服役寿命长、升级困难,如今处理器性能提高、网络连接成本下降,边缘设备连接性增加,推动智能设备开发和从自动化向自主化过渡 [4] - 航空航天领域航电设计从分立式航电架构转向集成模块化航电架构,降低航空电子系统整体尺寸、重量和功耗要求,带来诸多积极影响 [5] - 汽车领域因市场需求处理器数量大幅增加,自动驾驶系统部署需进一步提升车载计算能力,主要汽车制造商用通用嵌入式计算平台整合应用并减少SWaP [6] - 工业领域企业利用工业物联网和工业4.0进行数字化转型,采用实时监控和分析,希望通过工作负载整合和远程升级提升效率 [7] - 医疗领域正经历医疗保健革命,新技术推动关键医疗设备发展,因网络安全法规,医疗设备制造商需能轻松进行空中更新系统 [8] 推动嵌入式虚拟化平台融合的共同市场需求 - 嵌入式软件平台需安全、可靠且具备混合承载、开放标准、重用和可扩展性等高级需求 [9] - 混合承载要求整合平台承载关键实时控制应用和通用应用,隔离安全组件以控制安全认证成本 [9] - 各行业越来越需要采用开放标准,如商业航空航天领域采用ARINC 653标准,美国政府采用模块化开放系统方法等 [9] - 知识产权和先前开发的应用应可在新嵌入式计算平台上重用,依托虚拟化技术利用多核处理器架构,还需能部署新应用 [9] 关键基础设施嵌入式虚拟化的演变 - 过去十年处理器技术进步影响实际应用架构,硬件虚拟化支持技术演进和产业化成熟,使企业和云计算平台能承载虚拟化应用,在嵌入式系统中也成功部署,多领域融合为关键基础设施提供通用嵌入式虚拟化平台 [10] - 风河开发的风河开物Hypervisor满足市场需求,使用类型I虚拟机管理程序,提供接近本地的实时性能、可扩展性、确定性和小尺寸,与类型II虚拟机管理程序形成对比 [13] - 虚拟机管理程序使用处理器的专用特权级别和硬件虚拟化支持,使多种操作系统及应用能在虚拟化环境中运行,还使用内存管理单元和IOMMU确保虚拟机隔离,提供功能安全和信息安全好处,支持应用整合 [13][14] - 风河开物Hypervisor能承载多种应用,使先前开发的软件可重新托管,降低在役系统升级时的技术风险 [17] - 风河开物Hypervisor提供多种分区间通信方法,包括构建时配置和调度 [18][19] - 构建时配置在系统配置和构建阶段为Guest OS环境分配系统资源,风河开创的独立构建链接和加载方法使应用能独立更新,实现增量认证并降低全生命周期成本 [18] - 调度支持灵活调度,时间分区调度器确保通用应用不影响功能安全应用执行,还允许同步核心调度、定义多个调度并实现调度转换,适用于多市场领域 [19][23] - 风河开物Hypervisor的健康监控框架能监控、检测和从多种故障中恢复,采用分层、表驱动实现方式,支持在不同级别处理事件和启动,使单个虚拟机可独立重启 [24][26] 支持数字化转型的开发工具 - 嵌入式虚拟化平台需复杂开发工具集支持,风河开发的风河Workbench为风河开物Hypervisor提供图形支持,用于系统定义和配置,自动化构建和配置步骤,减轻开发人员负担 [27] - 风河系统查看器提供系统图形表示,帮助开发人员查看和理解系统事件交互 [28] - 风河开物Hypervisor使用现代的Clang/LLVM编译器工具链,提供多种好处,应用可在嵌入式目标平台或使用Wind River Simics开发,Simics支持早期虚拟原型设计和大规模并行测试,风河Studio可在云中运行Simics容器 [29] 结论 - 传统嵌入式系统面临挑战,未来系统对软件定义架构和开放标准支持有严格要求,关键基础设施系统需满足严格安全认证要求 [30] - 风河开物Hypervisor提供嵌入式虚拟化平台,作为资产桥梁整合传统应用和先前开发的软件,支持开发新应用,通过静态和动态配置选项提供灵活性,适用于混合关键性环境 [30]