MICROSAR Hypervisor
MICROSAR Hypervisor는 하드웨어 코어 가상화 기능을 지원하는 MCU 플랫폼용 standalone Type-1 하이퍼바이저입니다. 이 제품은 가상 머신 간에 엄격한 공간적 및 시간적 격리를 제공하여, 하나 이상의 코어를 갖춘 단일 마이크로컨트롤러에서 여러 개의 독립적이고 격리된 가상화 OS 또는 베어메탈 인스턴스(가상 머신/Virtual Machine)를 안전하고 효율적으로 실행할 수 있도록 합니다.
이 솔루션은 개발 워크플로우의 독립성을 유지하면서 소프트웨어를 통합하거나, 기존 ECU 프로젝트를 재사용하거나, 서로 다른 안전 또는 보안 요구사항을 가진 시스템을 분할해야 하는 시스템 설계자 및 기술 의사 결정권자를 위한 솔루션입니다.
주요 장점
MICROSAR Hypervisor는 안전하고 효율적인 가상화를 가능하게 하며, 독립적인 개발, 극도로 복잡한 시스템 구현 및 기존 소프트웨어의 재사용을 지원합니다.
- 안전한 시스템 통합
안전한 분리 상태를 유지하면서 하나의 제어기에서 여러 개의 독립된 시스템을 실행할 수 있습니다. - 성능 저하 최소화
일반적인 설치 초기 설정에서 1% 미만의 오버헤드로 가상화를 구현할 수 있도록 최적화 설계하였습니다.* - 독립적인 개발 환경
가상 머신 간 상호 의존성 없이 독립적으로 개발, 통합 및 업데이트 할 수 있습니다.
- 검증된 기능 안전성과의 원활한 통합
이 솔루션은 MICROSAR 생태계에 원활하게 통합되며, ASIL-D 등급까지 ISO 26262 표준에 따라 개발되었습니다. - 기존 소프트웨어의 효율적인 재사용
독립적인 ECU 프로젝트를 재설계하는 대신 재사용하고 결합할 수 있습니다. 빠른 구축 및 설정
일반적인 사용 시나리오는 짧은 시간 내에 설정할 수 있어, 초기 부담을 줄여줍니다.**Detail 사항은 내부적으로 검증/검토될 예정입니다.
MICROSAR Hypervisor의 주요 기능
MICROSAR Hypervisor는 임베디드 시스템에서 가장 중요한 요소인 안정적인 격리, 예측 가능한 동작 및 완전한 제어에 중점을 둡니다.
가상화 및 격리
- 하드웨어 지원 Type-1 하이퍼바이저
마이크로컨트롤러에서 직접 실행되어 예측 가능하고 저지연 동작을 보장합니다. - 안전한 분리
가상 머신 간에 메모리, 주변 장치 및 레지스터가 엄격하게 격리됩니다.
인터페이스 및 호환성
- 관리 인터페이스
하이퍼바이저 자체 및 다른 가상 머신을 runtime 중에 관리할 수 있습니다(시스템 시동 및 종료, 가상 머신의 시작, 중지, 재시작). - 호환성
대상 플랫폼에서 가상화 모드 실행을 지원하는 모든 운영체제와 호환됩니다
일정 관리 및 자원 보호
- 시간 분할 스케줄링
가상 머신 간의 전환을 예측 가능하고 결정적으로 수행하여 안정적인 시스템 동작을 지원합니다. - Runtime 시스템 보호
파티션 간에 발생하는 오류나 의도하지 않은 상호작용을 방지합니다.
통합 및 라이프사이클 관리
- MICROSAR Classic 통합
Vector의 MICROSAR 생태계와 완벽하게 연동됩니다. - 독립적인 가상 머신 통합
각 가상 머신을 독립적으로 통합하고 검증할 수 있습니다.
엄격한 격리를 통한 예측 가능한 실행 환경
MICROSAR Hypervisor는 하드웨어 코어 가상화 기능을 지원하는 MCU 플랫폼용 standalone Type 1 하이퍼바이저입니다. 이 하이퍼바이저는 하나 이상의 코어에서 여러 개의 가상화된 독립적이고 격리된 OS 또는 베어메탈 인스턴스(가상 머신/VM)를 실행할 수 있게 합니다.
- 시동 시, 하이퍼바이저는 하드웨어 리소스를 초기화하고 이를 정의된 가상 머신에 할당합니다.
각 가상 머신은 공유 리소스에 대한 접근이 제어되는 자체 보호된 컨텍스트에서 작동합니다.
- 스케줄링 및 인터럽트 처리는 애플리케이션 계층에 영향을 주지 않으면서도, 예측 가능하고 결정적인 방식으로 수행됩니다.
이 접근 방식은 애플리케이션 소프트웨어에 복잡성을 증가시키지 않으면서도 안전 지향적인 분할을 가능하게 합니다.
리소스는 개별 가상 머신에 전용 방식으로 할당될 수 있으며, 주변 장치 보호 관리(Peripheral Protection Management) 기능을 통해 다른 가상 머신의 비인가 접근을 차단합니다. 또한 MICROSAR Hypervisor는 인터럽트를 관리하여 각 가상 머신의 실행 시간(Time slice)에 맞춰 제공함으로, 안정적이고 예측 가능한 시스템 동작을 지원합니다. 이 Hypervisor는 모든 운영체제와 호환되므로, 기존 프로젝트를 별도의 변경 없이 함께 실행할 수 있습니다. 이를 통해 하나의 마이크로컨트롤러에서 여러 프로젝트를 통합하는 것이 용이합니다.
또한 하이퍼바이저는 개별 가상 머신 간의 보안 통신은 물론, 운영 중인 하이퍼바이저를 관리하는 데에도 사용할 수 있는 인터페이스(API)를 제공합니다. 이를 통해 리소스 공유 및 시스템 관리가 가능해지며, 예를 들어 중앙 인스턴스를 통해 개별 가상 머신을 재시작하는 등의 작업이 가능합니다.
유연한 아키텍처 및 확장 가능한 통합
아래는 임베디드 가상화가 시스템 설계 및 운영을 간소화하는 대표적인 시나리오입니다.
- 시스템 통합
여러 standalone 시스템을 하나의 제어기에 통합하여 하드웨어 복잡성을 줄입니다. - 극도로 복잡한 아키텍처
기능 안전 또는 cybersecurity 레벨이 다른 소프트웨어들을 분리합니다.
- 기존 프로젝트의 재사용
대규모 수정이나 재설계 없이 기존 ECU 소프트웨어를 새로운 아키텍처에 통합합니다. - 병렬 개발
각 팀이 격리된 가상 머신 환경 내에서 독립적으로 소프트웨어를 개발하고 평가할 수 있도록 지원합니다.
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