2019年10月22日 • 物联网/ M2M

虚拟化好处:嵌入式系统虚拟化

由米歇尔Genard

最新的互联技术趋势正在迫使旧的、封闭的、专门构建的嵌入式系统被修改或替换。旧的系统正在让位于新的流体、软件定义的体系结构。这种转变的关键组件是虚拟化，它已经在企业IT中使用了多年，但刚刚进入嵌入式系统领域。它提供了一种改进对遗留系统的支持和现代化的方法，同时还提供了一个平台，以支持进一步的演进，从而能够运行任何嵌入式系统，不管是旧的还是新的。

组织必须能够快速开发能够将其遗留系统与现代解决方案连接起来的解决方案。

支持遗留嵌入式系统的挑战
现在，许多制造商正面临着他们遗留的嵌入式系统的终结。它们需要被替换或升级，以适应现代实践和建筑。这可能是一个昂贵的过程，甚至是可能的。有些部件已经用了几十年了。如果不加以考虑，它们可能是不安全的，或者不符合新的认证要求。

与此同时，劳动力也在发生变化。建造原始设计的工程师退休了，新的劳动力希望使用更主流的方法。

一个可以论证的甚至更大的问题是缩短开发周期的要求。虽然在一个独特的硬件上创建一个固定功能的嵌入式系统曾经可能需要一年或更长时间，但现在的市场周期要求更快速的变化。

我们能做些什么呢?许多遗留的嵌入式系统将长期存在——对于许多工业系统来说，35到45年的生命周期并不少见。它们可能不现代，但它们运行的机器是为了经久耐用。例如，工业控制系统可能有几十年的寿命，即使它们的数字组件过时得无可救药。新的解决方案正在出现，以解决这一困境。

嵌入式系统是为持久而建的——但是随着技术的发展，企业如何才能跟上呢?

虚拟化的好处
幸运的是，硬件和虚拟化的进步是同步发生的困扰嵌入式系统世界的变化．现在可以克服使用单独的、专门构建的嵌入式系统所固有的大多数困难，每个系统都运行在单独的专有硬件上。

这是通过将应用程序和操作系统中的每个单独的嵌入式系统合并到其自己的虚拟机中并放到单个平台和硬件体系结构中来实现的。

如上图所示，虚拟化可以在一个多核硅硬件上放置多个嵌入式系统，每个系统运行自己的操作系统。硅设计、处理能力和虚拟化技术的进步使这一切成为可能。同一个硅可以承载多个Linux版本以及多个RTOS和其他常见的遗留操作系统。

虚拟化成功地将嵌入式系统应用程序及其操作系统从底层硬件中抽象出来。由于这种创新，可以克服遗留嵌入式系统带来的许多最严重的挑战。

工程师获得:
•可扩展性和可扩展性的显著提高。
•支持开放框架和跨设备的IP重用。
•在开放、标准化硬件上构建解决方案的能力，提供更强大的处理能力。
•简化设计，并加速推向市场。
•设备内的应用程序整合，减少了硬件开发过程中与物料清单(BOM)相关的硬件占用空间和成本。
•循序渐进的学习曲线，使用他们熟悉的操作系统和编程语言，部署在虚拟化系统中。
•能够并行运行多个操作系统/应用程序。
•隔离每个操作系统和应用程序实例，提供额外的安全性，并允许安全认证的操作环境和不安全的应用程序。
•通过DevOps等新方法更容易升级，简化了新功能的快速扩展。
•更快地应对安全威胁。