背景:混合关键性系统
在嵌入式场景中,虽然 Linux 已经得到了广泛应用,但并不能覆盖所有需求,例如高实时、高可靠、高安全的场合。这些场合往往是实时操作系统的用武之地。有些应用场景需要 Linux 的管理能力、丰富的生态又需要实时操作系统的高实时、高可靠、高安全,那么一种典型的设计是采用一颗性能较强的处理器运行 Linux 负责富功能,一颗微控制器 / DSP / 实时处理器运行实时操作系统负责实时控制或者信号处理,两者之间通过 I/O、网络或片外总线的形式通信。这种方式存在的问题是,硬件上需要两套系统、集成度不高,通信受限与片外物理机制的限制如速度、时延等,软件上 Linux 和实时操作系统两者之间是割裂的,在灵活性上、可维护性上存在改进空间。
受益于硬件技术的快速发展,嵌入式系统的硬件能力越来越强大,如单核能力不断提升、单核到多核、异构多核乃至众核的演进,虚拟化技术和可信执行环境(TEE)技术的发展和应用,未来先进封装技术会带来更高的集成度等等,使得在一个片上系统中(SoC)部署多个 OS 具备了坚实的物理基础。
同时,受应用需求的推动,如物联网化、智能化、功能安全与信息安全等等,整个嵌入式软件系统也越发复杂,全部由单一 OS 承载所有功能所面临的挑战越来越大。解决方式之一就是不同系统负责各自所擅长的功能,如 Windows 的 UI、Linux 的网络通信与管理、实时操作系统的高实时与高可靠等,而且还要易于开发、部署、扩展,实现的形式可以是容器、虚拟化等。
面对上述硬件和应用的变化,结合自身原有的特点,嵌入式系统未来演进的方向之一就是 「混合关键性系统(MCS,Mixed Criticality System)」 , 这可以从典型的嵌入式系统 —— 汽车电子的最近发展趋势略见一斑。
「图 1」
openEuler Embedded 中的混合关键性系统大致架构

从 open

本文探讨了在嵌入式系统中,如何通过openEulerEmbedded融合Linux、实时操作系统等,构建混合关键性系统来应对高实时、高可靠和多功能需求。重点介绍了混合部署框架、多OS协同、通信与隔离策略,以及OpenAMP、虚拟化技术在其中的作用。
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