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MICROSAR Hypervisor

Le MICROSAR Hypervisor permet une virtualisation sûre et efficace, avec le support du développement indépendant, des systèmes à criticité mixte et la réutilisation des logiciels existants.

MICROSAR Hypervisor est un hyperviseur autonome de type 1 destiné aux plateformes de microcontrôleurs offrant le support de la virtualisation matérielle des cœurs. Il assure une isolation spatiale et temporelle stricte entre les machines virtuelles, permettant ainsi à plusieurs instances virtualisées, indépendantes et isolées de systèmes d’exploitation ou de « bare metal » (machines virtuelles/VM) de s’exécuter en toute sécurité et efficacement sur un seul microcontrôleur, sur un ou plusieurs cœurs.

Cette solution s’adresse aux architectes système et aux décideurs techniques qui ont besoin de consolider leurs logiciels, de réutiliser des projets d’ECU existants ou de partitionner des systèmes présentant des exigences différentes en matière de Sûreté de Fonctionnement ou de sécurité, tout en préservant l’indépendance des processus de développement.

Aperçu des principaux avantages

Le MICROSAR Hypervisor permet une virtualisation sûre et efficace, avec le support du développement indépendant, des systèmes à criticité mixte et la réutilisation des logiciels existants.
  • Consolidation des systèmes sans risque
    Exécutez plusieurs systèmes isolés sur un seul contrôleur tout en conservant une séparation sécurisée.
  • Surcoût de performance minimal
    Conçu pour les applications embarquées, avec une surcharge inférieure à 1 % dans les configurations standard.*
  • Parcours de développement indépendants
    Développez, intégrez et mettez à jour les machines virtuelles séparément, sans dépendances croisées.

  • Intégration transparente avec une sûreté de fonctionnement éprouvée
    La solution s’intègre de manière transparente dans l’écosystème MICROSAR et est développée conformément à la norme ISO 26262 jusqu’au niveau ASIL-D.
  • Réutilisation efficace des logiciels existants
    Réutilisez et combinez des projets d’ECU indépendants au lieu de les repenser entièrement.
  • Mise en place et configuration rapides
    Les configurations types peuvent être mises en place en très peu de temps.*

    *Détails à valider / examiner en interne.

Principales fonctionnalités du MICROSAR Hypervisor

Le MICROSAR Hypervisor se concentre sur ce qui importe le plus dans les systèmes embarqués : l'isolation, le déterminisme et le contrôle.

Virtualisation et isolation

  • Hyperviseur de type 1 assisté par matériel
    Fonctionne directement sur le microcontrôleur pour un comportement prévisible et à faible latence.

  • Séparation sécurisée 
    La mémoire, les périphériques et les registres sont strictement isolés entre les machines virtuelles.

Interface et compatibilité

  • Interface de gestion
    L'hyperviseur lui-même et les autres machines virtuelles peuvent être gérés en cours d'exécution (démarrage et arrêt du système, démarrage, arrêt et redémarrage des machines virtuelles).

  • Compatibilité
    Tout système d'exploitation qui soutient l'exécution en mode virtualisé sur la plate-forme cible.

Planification et protection des ressources

  • Planification par tranches de temps
    Commutation déterministe entre les machines virtuelles.

  • Protection du système d'exécution
    Empêche les interactions défectueuses ou involontaires entre les partitions.

Intégration et cycle de vie

  • Intégration MICROSAR Classic
    Parfaitement compatible avec l’écosystème MICROSAR de Vector.

  • Intégration indépendante des machines virtuelles
    Les machines virtuelles peuvent être intégrées et validées de manière indépendante.

Matériel et compilateurs supportés
L'MICROSAR Hypervisor est largement indépendant du matériel, ce qui lui confère une grande flexibilité sur toutes les plateformes et pour toutes les configurations de projet. En nous communiquant dès le début la combinaison de dérivés, de compilateurs et de modules logiciels de base dont vous avez besoin, vous garantissez une adaptation parfaite à vos exigences spécifiques. Cela permet à Vector de vous proposer une solution sur mesure et de vous accompagner pour un démarrage de projet fluide et efficace.

Exécution déterministe avec isolation stricte

MICROSAR Hypervisor est un hyperviseur autonome de type 1 destiné aux plateformes de microcontrôleurs offrant le support de la virtualisation matérielle des cœurs. Il permet d'exécuter plusieurs systèmes d'exploitation virtualisés, indépendants et isolés, ou des instances « bare-metal » (machines virtuelles/VM) sur un ou plusieurs cœurs.

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Scénario de virtualisation avec 4 machines virtuelles sur un microcontrôleur double cœur
  • Au démarrage, l'hyperviseur initialise les ressources matérielles et les attribue aux machines virtuelles définies.

  • Chaque machine virtuelle fonctionne dans son propre contexte protégé, avec un accès contrôlé aux ressources partagées.

  • La planification et la gestion des interruptions restent déterministes et transparentes pour la couche applicative.

Cette approche permet un partitionnement axé sur la Sûreté de Fonctionnement sans introduire de complexité inutile dans les logiciels d'application.

Les ressources peuvent être allouées de manière dédiée à chaque machine virtuelle, tandis que l’accès à ces ressources depuis d’autres machines virtuelles est empêché par le système de gestion de la protection des périphériques. Le MICROSAR Hypervisor peut également gérer les interruptions et les mettre à la disposition de chaque machine virtuelle pendant sa tranche de temps. Le MICROSAR Hypervisor est compatible avec n’importe quel système d’exploitation. Ainsi, les projets existants peuvent être exécutés conjointement sans aucune modification. La consolidation de plusieurs projets sur un seul microcontrôleur peut être facilement réalisée.

L’hyperviseur fournit en outre une interface (API) pouvant être utilisée aussi bien pour assurer une communication sécurisée entre les différentes machines virtuelles que pour gérer l’hyperviseur en cours de fonctionnement. Cela permet le partage des ressources et la gestion du système — par exemple, en redémarrant des machines virtuelles individuelles via une instance centrale.

Afin d’exploiter pleinement la puissance de calcul des microcontrôleurs modernes et de répondre aux exigences en temps réel, la planification par tranches de temps (Time-Slice Scheduling) peut être configurée à l’aide de tables de planification flexibles. Les utilisateurs peuvent répartir les ressources entre les cœurs, soit en utilisant un seul cœur pour plusieurs machines virtuelles, soit en affectant des cœurs individuels à des machines virtuelles spécifiques.

La configuration des projets MICROSAR Hypervisor est facilitée par l’outil éprouvé de Vector, DaVinci Configurator Classic.

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Favoriser la mise en place d'architectures flexibles et d'une intégration évolutive

Exemples typiques de situations dans lesquelles la virtualisation embarquée simplifie la conception et l'exploitation des systèmes.

  • Consolidation des systèmes
    Regroupez plusieurs systèmes autonomes sur un seul contrôleur afin de réduire la complexité matérielle.
  • Architectures à criticité mixte
    Séparez les logiciels présentant des niveaux de sûreté de fonctionnement ou de cybersécurité différents lors de l’exécution.
  • Réutilisation des projets existants
    Intégrez les logiciels d’ECU existants dans de nouvelles architectures sans refactorisation.
  • Développement parallèle
    Permettez aux équipes de développer et de tester des logiciels de manière indépendante au sein de machines virtuelles isolées.

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