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MICROSAR Hypervisor

MICROSAR Hypervisor可实现安全高效的虚拟化,支持独立开发、混合关键性系统以及现有软件的复用。

MICROSAR Hypervisor是面向支持硬件内核虚拟化的MCU平台的独立的Type-1类虚拟机管理程序。在虚拟机之间提供严格的空间和时间隔离,从而允许多个虚拟化的、独立且相互隔离的操作系统或裸机实例(虚拟机/VM)在单个微控制器的一个或多个内核上安全、高效地运行。

该解决方案面向系统架构师和技术决策者,他们需要整合软件、复用现有的ECU项目,或对具有不同安全或保密要求的系统进行分区,同时保持开发工作流的独立性。 

主要优势一览

MICROSAR Hypervisor可实现安全高效的虚拟化,支持独立开发、混合关键性系统以及现有软件的复用。

  • 零风险的系统整合
    在单个控制器上运行多个相互隔离的系统,同时保持安全隔离。 
  • 性能开销极低
    专为嵌入式应用场景设计,标准配置下的开销低于1%。*
  • 独立开发路径
    可独立开发、集成和更新虚拟机,且不存在交叉依赖。 

 

  • 与经过验证的功能安全无缝集成
    该解决方案可无缝集成到MICROSAR生态系统中,并按照ISO 26262标准(最高至ASIL-D级别)进行开发。
  • 高效复用现有软件
    复用并整合独立的ECU项目,而非重新设计。 
  • 快速部署与配置
    典型配置可在短时间内完成设置。* 

     

    *具体细节需经内部验证/审核。 

MICROSAR Hypervisor的主要特点

MICROSAR Hypervisor专注于嵌入式系统中最关键的要素:隔离、确定性和控制。

虚拟化与隔离

  • 硬件辅助的Type-1虚拟机监控程序
    直接在微控制器上运行,确保行为可预测且延迟低。 

  • 安全隔离
    虚拟机之间严格隔离内存、外设和寄存器。 

接口与兼容性

  • 管理接口
    可在运行时管理虚拟机管理程序本身及其他虚拟机(包括系统启动和关闭,以及虚拟机的启动、停止和重启)。

  • 兼容性
    任何可在目标平台上支持虚拟化模式运行的操作系统。

调度与资源保护

  • 时间片调度
    虚拟机之间的确定性切换。 

  • 运行时系统保护 
    防止分区之间的故障或意外交互。

集成与生命周期

  • MICROSAR Classic集成
    与MICROSAR生态系统完全兼容。 

  • 独立虚拟机集成
    虚拟机可独立集成并进行验证。 

支持的硬件和编译器
MICROSAR 虚拟机管理程序在很大程度上与硬件无关,可在不同平台和项目配置中提供高度的灵活性。如果您能在早期阶段告知所需的衍生产品、编译器及底层软件模块的组合,即可确保方案完美契合您的具体需求。这使 Vector 能够提供量身定制的解决方案,并助力项目顺利、高效地启动。

具有严格隔离的确定性执行

MICROSAR Hypervisor是面向支持硬件内核虚拟化的MCU平台的独立Type-1虚拟机管理程序,支持在一个或多个内核上运行多个虚拟化、独立且相互隔离的操作系统或裸机实例(虚拟机/VM)。

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在双核微控制器上运行4个虚拟机的虚拟化方案
  • 启动时,虚拟机监控程序会初始化硬件资源,并将它们分配给已定义的虚拟机。 

  • 每台虚拟机都在其自身的受保护环境中运行,对共享资源的访问受到控制。 

  • 调度和中断处理对应用层而言仍然是确定性的且透明的。 

这种方法实现了以安全为导向的分区,同时不会给应用软件带来不必要的复杂性。 

资源可以专用于分配给各个虚拟机,同时外设保护管理机制会阻止其他虚拟机访问这些资源。MICROSAR Hypervisor还能管理中断,并在各个虚拟机的时片内向其提供中断服务。MICROSAR Hypervisor与任何操作系统兼容。因此,现有项目无需任何修改即可共同运行。可轻松实现将多个项目整合到一个微控制器上。 

此外,MICROSAR Hypervisor还提供一个接口(API),既可用于各虚拟机之间的安全通信,也可用于运行中的虚拟机管理程序管理。这使得资源共享和系统管理成为可能,例如,通过中央实例重启单个虚拟机。 

为了充分利用现代微控制器的计算能力并满足实时要求,可以通过灵活的调度表配置时间片调度。用户可以在各内核之间分配资源,既可以使用一个内核运行多个虚拟机,也可以将单个内核专门分配给特定的虚拟机。 

MICROSAR Hypervisor项目的配置可通过久经考验的DaVinci Configurator Classic轻松完成。 

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实现灵活的架构和可扩展的集成

嵌入式虚拟化简化系统设计和运维的典型应用场景。

  • 系统整合
    将多个独立系统整合到一个控制器上,以简化硬件架构。
  • 混合关键性架构
    在运行时将具有不同功能安全或网络安全等级的软件进行隔离。
  • 遗留项目的复用
    将现有的ECU软件集成到新架构中,无需重构。
  • 并行开发
    允许团队在隔离的虚拟机中独立开发和测试软件。

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