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基于安全和安全關(guān)鍵微控制器的系統(tǒng)虛擬化
概述
μ-visor?是Green Hill Software的微控制器虛擬化解決方案。它具有強(qiáng)大的硬件強(qiáng)制軟件分離、多操作系統(tǒng)支持和實(shí)時(shí)效率，可以在資源受限的處理器上安全地整合關(guān)鍵工作負(fù)載。其可擴(kuò)展和高效的架構(gòu)保證了在同一CPU上運(yùn)行的多個(gè)操作系統(tǒng)不受干擾，并提供了靈活選項(xiàng)以充分利用多核和有限的處理器資源。像其他Green Hills產(chǎn)品一樣，μ-visor專為具有行業(yè)特定安全和安全認(rèn)證關(guān)鍵要求的系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，并享有Green Hills先進(jìn)集成開發(fā)工具的強(qiáng)大支持。
安全與保障
μ-visor 在需要高安全性和安全關(guān)鍵級(jí)別的嵌入式系統(tǒng)中表現(xiàn)出色，包括汽車(ISO 26262 ASIL D)，工業(yè)(IEC 61508 SIL 3)和安全(ISO 21434)。它是設(shè)計(jì)師能夠安全地整合硬件和軟件的靈活基礎(chǔ)，通過(guò)在同一個(gè)處理器上同時(shí)運(yùn)行多個(gè)具有不同關(guān)鍵級(jí)別的虛擬機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。μ -visor利用處理器功能來(lái)強(qiáng)制分離，管理訪問(wèn)控制和加速虛擬機(jī)操作。例如，μ -visor與瑞薩RH850/U2A的結(jié)合提供:μ -visor虛擬機(jī)及其操作系統(tǒng)通過(guò)硬件強(qiáng)制分離實(shí)現(xiàn)互不干擾。
▲關(guān)鍵寄存器在虛擬機(jī)之間受到保護(hù)和分配
▲ 外設(shè)可以通過(guò)外設(shè)總線保護(hù)器在虛擬機(jī)之間安全共享和保護(hù)
除了硬件強(qiáng)制分離功能外，μ-visor還提供用戶可配置的故障管理，特別適用于汽車 ASIL D 認(rèn)證?？梢栽诠收虾突謴?fù)序列期間為虛擬機(jī)的恢復(fù)、分析和控制定義回調(diào)函數(shù)。
μ-visor能夠?qū)⒍鄠€(gè)基于mcu的系統(tǒng)安全地整合到單個(gè)多核處理器上，從而降低成本、尺寸和功耗，同時(shí)簡(jiǎn)化系統(tǒng)的安全性。
性能和靈活性
對(duì)于運(yùn)行在資源受限的微控制器上的嵌入式系統(tǒng)，執(zhí)行效率和設(shè)計(jì)靈活性至關(guān)重要。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，μ-visor 提供了三種選項(xiàng)來(lái)最大限度地利用多核架構(gòu)的性能：
▲ 專用核心 - 將一個(gè)核心專門分配給一個(gè)虛擬機(jī)
▲ 共享核心 - 虛擬機(jī)可以自由使用任何核心，采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)
▲ 前臺(tái)/后臺(tái) - 將一個(gè)虛擬機(jī)標(biāo)記為較高優(yōu)先級(jí)，并始終優(yōu)先于其他虛擬機(jī)
μ-visor 提供了三種選項(xiàng)來(lái)最大限度地利用多核架構(gòu)的性能。
μ-visor可以同時(shí)運(yùn)行來(lái)自不同供應(yīng)商的多個(gè)操作系統(tǒng)，如AUTOSAR Classic, FreeRTOS，μ- velosity?和自制操作系統(tǒng)，同時(shí)針對(duì)領(lǐng)先的處理器 RH850/U2A、TriCore 和 Arm Cortex-R52 進(jìn)行優(yōu)化。這種獨(dú)立于供應(yīng)商/操作系統(tǒng)的虛擬化為開發(fā)人員添加新功能、解耦硬件和軟件以及在其他項(xiàng)目上重用提供了更大的靈活性。通過(guò)基于標(biāo)準(zhǔn)的通信通道，可以實(shí)現(xiàn)額外的靈活性和可重用性。此外，處理器的設(shè)備和外設(shè)可以共享，從而產(chǎn)生更高的處理器利用率。
μ -visor使用微控制器上的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)核運(yùn)行和保護(hù)多個(gè)操作系統(tǒng)的示例，利用硬件強(qiáng)制分離。微控制器可以是獨(dú)立的，也可以是較大SoC的一部分。
高級(jí)開發(fā)工具
自1982年以來(lái)，Green Hills Software的先進(jìn)開發(fā)工具幫助開發(fā)人員更快地發(fā)現(xiàn)和修復(fù)錯(cuò)誤，最大限度地提高處理器性能，獲得安全認(rèn)證并縮短項(xiàng)目上市時(shí)間。μ-visor利用這些集成的硬件和軟件工具來(lái)創(chuàng)建，調(diào)試，優(yōu)化和部署在多個(gè)操作系統(tǒng)，處理器和桌面主機(jī)上的嵌入式軟件。
軟件開發(fā)工具
▲MULTI?IDE和Green Hills工具鏈符合最高功能安全級(jí)別，包括ISO 26262 (ASIL D)和IEC 61508 (SIL 4)和EN 50128 (SIL 4)
▲Green Hills 針對(duì) C、C++ 和嵌入式 C++ 的優(yōu)化編譯器在各種處理器架構(gòu)上生成最快、最小的生產(chǎn)質(zhì)量代碼。
▲MULTI IDE 包含一個(gè)具有操作系統(tǒng)內(nèi)核感知能力的異構(gòu)多核調(diào)試器。用一個(gè)統(tǒng)一的接口調(diào)試內(nèi)核、驅(qū)動(dòng)程序、中間件和應(yīng)用程序。其他集成工具包括分析器、模擬器、運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤檢查、項(xiàng)目構(gòu)建器、編輯器等等。
▲內(nèi)核感知調(diào)試特性為開發(fā)人員提供了內(nèi)核對(duì)象的詳細(xì)視圖，例如任務(wù)和信號(hào)量。
▲TimeMachine? 革命性的調(diào)試套件讓您可以運(yùn)行和回溯應(yīng)用程序以在幾分鐘內(nèi)找到最困難的錯(cuò)誤
▲MISRA C Adherence Wizard 用于在編譯時(shí)構(gòu)建代碼質(zhì)量
▲DoubleCheck?集成靜態(tài)源代碼分析器
▲SEI CERT-C規(guī)則執(zhí)行
▲CFI -控制流程完整性
▲與MathWorks的嵌入式編碼器和Simulink集成建模，仿真和PIL測(cè)試
硬件開發(fā)工具
▲Green Hills Probe V4用于多核硬件啟動(dòng)，低級(jí)調(diào)試和跟蹤分析工具
MULTI IDE和調(diào)試器為開發(fā)人員提供了對(duì)異構(gòu)多核處理器的控制和深度可見性，甚至可以在幾分鐘內(nèi)發(fā)現(xiàn)最困難的錯(cuò)誤。
