硬件硬件配置

嵌入式的未来是智能化–WindRiver解决方案助您加速开发|2013WindRiver.
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1WindRiver多核和虚拟化技术|2013WindRiver.
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33未来系统的需求Reducesystemcosts(SWaP)Increasedadoptionofmulticoreandvirtualization功能整合GetthemostoutofthelatestdevicesEmphasisonprice,performance,powercurve性能优化EnablesnewfeaturesDrivesopensource,standardization&toolsusage软件规模日益庞大IncreasingcertificationrequirementsRegulatoryinfluenceSafety&SecurityNetworktrafficM2MIntelligentnetworks爆炸性的通信/网络连接需求多核技术和虚拟化技术将是问题的魔药DisruptiveTrends|2013WindRiver.
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4单核多核CoreOS"传统架构"vxWorksCore2Core1LinuxHypervisorSupervisedAMP(sAMP)CPU虚拟化CoreOS/分区OS/分区Hypervisor/CertSMP(对称对处理)OSCore1Core2OSCore2Core1OSUnsupervisedAMP多核处理器已经全面进入嵌入式领域|2013WindRiver.
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5VirtualMachine1VirtualMachine2VirtualMachineMonitor(Hypervisor,虚拟机监控)SingleorMulti-core处理器Application1Application2GuestOS1GuestOS2虚拟化与分区Cores内核MemoryDevicesPerformance(性能提升)(Increasespeedandfunctionalityinexistingsystem)Consolidation(系统融合)(Mergingorreducingseveralsystems)6Migration(迁移)(PreserveExistingInvestment)SeparationandSecurity(隔离与安全)(Splitexistingfunctionalityforsafety)|2013WindRiver.
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6虚拟化带来的价值虚拟化适用场合Multi-coreprocessors(使用多核处理器)–HowdoyouplantotacklethatConsolidatemultipleboardsintoone(单板融合多板系统)–ControlandHMI–SafetyorsecurityconcernsIntroducenewcontentintoyourproduct(引入新的应用)–MaybefromanacquisitionRequirementsforreal-time(实时性的需求)Dynamicworkloadrequirements(动态负载的需求)–Load-balancing,dynamicprovisioning–Cloud-basedorcloud-like|2013WindRiver.
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7风河虚拟化解决方案|2013WindRiver.
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8OptimizedHardwareIntegrationWorkbenchDevelopmentSuitePartnerSoftwareEcosystemWindRiverServicesNetworking,Graphics,Security,andConnectivityMiddlewareVirtualizationVxWorksWindRiverLinuxAerospace,Defense,&GovernmentIndustrial,Transportation,&MedicalConsumer&DigitalImagingNetworkEquipmentAutomotiveIn-vehicleInfotainmentSimicsAndroid8Forinformationalpurposesonly.
Nocommitmentorwarrantyisimplied.
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OptimizedHardwareIntegrationWindRiverVirtualization风河虚拟化解决方案|2013WindRiver.
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9WRHypervisorDeterministic(确定性)Smallfootprint(代码尺寸)Pass-through(I/O操作透传)Certifiable(可验证)KVM(WRLinux)Flexibleanddynamic(灵活性和动态性)Opensource(开源)BasedonKVM(基于KVM)HypervisorBasedaroundathin(薄)embeddedHypervisor–VerySmallFootprintCertifiabletoIEC,DO178orCommonCriteria–UptoEAL6+usingMILSSKDirectresourceassignment–PartitioningmorethanvirtualizationVeryclosetothehardware|2013WindRiver.
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10VM1WRHypervisorProcessorVxWorksAppVM2GuestAppKVMKVMontopofWindRiverLinuxMoreabstraction–MoreflexibilityFullpowerofLinuxWRImproveRealtime|2013WindRiver.
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11VM1WRLinuxProcessorVxWorksAppVM2GuestAppKVMProcess案例1系统融合–电信设备问题–下一代产品希望能多板融合以减少SWaP及开销–设备管理希望采用Linux广泛的生态系统管理功能多样的连接性–尽量减少代码移植带来的开销–数据平面有实时需求|2013WindRiver.
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12解决方案:通过Hypervisor解决如下问题–数据平面和管理平面融合–现有代码依然运行在VxWorks上–性能和实时性–便于以后的扩展|2013WindRiver.
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13Advantage–Deterministicreal-time–Pass-throughdevices–Reliabilitythroughisolation–Scalesfromsinglecoretomulticore控制平面数据平面数据平面数据平面FreescaleP4080Core7Core2Core1Core0WindRiverHypervisorWindRiverLinuxVxWorksVxWorksVxWorks案例2Separation(隔离)–系统需要安全验证问题–现有系统采用2个处理器–下一代系统有更多功能但安装空间更小必须采用多核–必须安全认证IEC61508(或类似的认证)仅部分应用需要认证全部认证成本过高把安全验证的代码隔离|2013WindRiver.
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14Safe应用VxWorksCert其他应用VxWorksWRHypervisor(SafetyProfile)FreescaleP2020Run-TimePlatform|2013WindRiver.
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15Multi-coreParadox(悖论)WindRiver多核解决方案Maximizesthepotentialbenefits(optimization/flexibility)最大化潜在优点Minimizesoralleviatestheconcerns(reducedrisk)减轻问题和担心Benefits优点PerformanceConsolidationSafe&SecureMigrationConcerns问题Increasedcomplexity(costs,time-to-market)Quality/reliabilityPerformance|2013WindRiver.
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16风河技术:全面的多核解决方案Multi-coreAwareRun-TimeMulti-coreAwareToolsMulti-OS:VxWorks(RTOS),WindRiverLinux,OtherOS/ExecutiveMulticonfiguration:SMP,sAMP,Virtualization,Offload,CertificationPrototypeAnalyzeDiagnoseTestEducation,ProfessionalServices,SupportServices350EngineersSystemDesignSystemIntegrationTrainingIntegrationMentoringFutureProofOnlyWindRiverprovidesthebreadthandflexibilitytomaximizethebenefitsofmulti-corewhileminimizingtherisks.
SiliconOptimized在Simics仿真平台上提前预研和开发您的项目嵌入式系统项目的特点复杂性目标系统:复杂,高成本,无法随意接触,危险各种"多":多-供应商,多-客户,多-年,多-系统板,多-核,多-处理器,多-机架,多-操作系统产品生命周期的问题产品生命周期跨度达10,20,30年安全关键系统,任务关键系统反复多次迭代,过程严格,高强度的V&V(Verification和Validation,检验和确认)环境依赖政府,政策的要求认证的要求初始投资大嵌入式系统项目中的典型风险硬件未完成导致项目启动和开发进度受影响使用新技术、新硬件带来的风险在系统集成阶段发现架构设计的缺陷多个公司/团队在同一个项目上合作无法使用实际硬件来做日常的测试和调试无法在实验室中测试现场会发生的各种硬件问题|2010WindRiver.
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20风河Simics风河Simics是一个全系统软件模拟器,供软件开发者模拟硬件,它能模拟任何规模和复杂度的电子系统.
模拟任何规模的目标系统运行无需修改的目标代码Simics*帮你突破传统的产品开发流程.
WindRiverSimics从单处理器到复杂系统的虚拟环境Processor&MemorySoCDevicesCompleteBoardsDevices,RacksofBoards&BackplanesCompleteSystems&NetworksPPCIAARM高性能–足够快到运行真实系统软件高仿真度–功能准确,对软件透明全系统可见性–每个设备模块的内部数据都可以查看和修改可重复,可控–硬件状态,数据输入输出和时间都是可重复,可控制的可定制–任何客户目标系统都可以模拟Simics的关键特点SIMICS仿真软件脚本语言编程接口EclipseAPI其他仿真软件或模块第三方工具集成Real-worldequipment目标机应用软件目标机底层驱动和OS虚拟平台模型Simics的组成ModellibrarySimicsCoreStandardandfullyopenpluginAPISimicsvirtualmachineLanguages:VirtutechDMLCC++SystemCPythonVirtutechCustomersEcosystemCustomerSoftwareStackVirtualserial,graphics,mouse,keyboardReal-worldequipmentVeryfastprocessorsimulatorsNetworksIOMemoryStorageDevicesOthersoftwareSimicsDebugSim全系统的同步暂停逆向运行;无限制的断点确定性运行;可重复查看和跟踪任何系统组件全系统现场保存和恢复(checkpoint)对任何组件进行可重复的故障注入脚本化;自动化跟真实硬件互联系统级调试con0.
wait-for-string"$"con0.
record-startcon0.
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/ptest.
elf5\n"if($r=="fail.
"){echo"testfailed"}定制化仿真平台(CSVP)CSVP才是真正实现Simics价值的手段–根据客户的软硬件平台定制仿真平台需要详细了解客户需求–深入、详细、反复的了解过程–由代理商和风河团队共同完成通讯(Data&Telco)国防和航空航天半导体高端应用系统部分Simics客户列表如果我们能更早地开始每个项目阶段–集成和测试阶段向左移动,而且Bug也更容易、更快、更低成本地被修补掉(更少的迭代次数和反复调试)–软件开发在硬件架构设计之后马上可以开始,并且在硬件开发过程中提供及时的反馈–硬件开发延迟对整个团队的影响变小–上面的几点使项目需要更少的资源–上市时间缩短了,从而增加了整体收入Simics实现了独特的产品开发流程产品定义阶段–"可运行代码"的系统定义规范,而不仅仅是文档和演示胶片–在一个"真实"的虚拟平台上马上运行和测试真实软件产品开发阶段–解决硬件不可用或硬件有缺陷的问题–真正的软硬件并行、协同设计–做本来无法做到的调试和测试–异地团队合作产品部署阶段–创造性思维!
–更快启动销售团队和合作伙伴–技术支持–管理无限数量的硬件配置类型–支持老型号设备的维护升级工作可运行的产品定义虚拟硬件虚拟系统可重用的设备模型资产支持敏捷和可迭代的开发工作Simics用于架构定义阶段在投资硬件之前用虚拟平台来定义系统–更短的周期&更快的反馈–低成本快速建立系统原型并测试各种可能性–使用虚拟原型赢得投标用真实软件运行来评估多核或分布式硬件系统,而不仅仅"纸上谈兵"架构定义阶段多核移植案例:–减小硬件技术升级的风险(多板升级到双核单板)问题:需要修改硬件设计;分析对原有软件的影响;提前于硬件之前移植软件需要分析多核的影响;优化cache性能Simics解决方案:使用Simics虚拟平台来测试、评估原有的多个处理器上的软件是如何移植到一个多核处理器上的JSFSubcontractor(JointStrikeFighter)Simics用于产品开发阶段联合软件和硬件团队的开发迭代–通过减少软硬件集成中的错误来减少故障率–通过早期发现系统相关的问题来减少风险–加快产品上市时间–提高硬件质量,减少花在硬件原型上的成本为软件团队消除硬件不可用的问题–项目早期就可以使用虚拟平台–虚拟平台的数量不受限制鼓励更严格的测试和集成–能够测试得更早,更完整,更频繁–能够集成得更早,更频繁开发阶段案例案例:–由于硬件不可用,影响了软件进度,给整个项目带来了风险问题:–硬件迟迟没有开发完成,导致软件开发无法继续Simics解决方案:–软件团队基于仿真平台开发了底层软件–当硬件开发完毕时,只用了几天时间就完成了软硬件集成–而且:由于软件团队基于仿真平台提供了早期的反馈,硬件开发质量提高了硬件原型迭代开发的次数减少了,降低成本硬件团队得以保留了更多的硬件原型用于更多更好的测试GEAviation(Smiths)Boeing787Program开发阶段案例案例:–硬件不可用的问题:贵而且复杂的目标系统;非常少的完整系统–很难进行压力测试问题:–软件团队没有目标系统(RAD750)板可用–没有权限访问完整的系统–软件测试必须包括故障容忍测试,但这种测试会损坏昂贵的硬件Simics解决方案:–数量不受限制的仿真平台被用于:硬件板bring-up软件和系统的开发软件和系统的测试–通过在Simics平台里注入硬件故障,软件通过了故障容忍测试OrbitalGLASTSatellite(Gamma-rayLargeAreaSpaceTelescope)Simics用于产品验证相对于基于Host的数据测试,或基于参考板的测试,Simics仿真平台能以高仿真度运行全系统二进制代码针对基于需求和基于结构的测试平台每个测试人员都可以接触到完整的虚拟目标系统,无论他们是在同一座大楼里还是分布在全球当一个Bug被发现时,可以保存整个现场;并发给某位开发工程师来重现和调试通过脚本来管理不同的硬件配置,而不是通过复杂的硬件连线和开关从全系统级别做自动化测试的能力用于测试代码覆盖率或其他测试手段的有效平台产品验证案例Use-case:解决DO-178B认证测试问题问题:–运行一轮认证测试需要几周的时间,因为:有限的目标机数量硬件速度很慢脆弱的主机/目标机通讯连接–无法经常运行软件认证测试,导致很多回归性的BugSimics解决方案:–仿真目标机,并行运行多个实例,来并行运行整个测试用例集–软件认证测试能够在一个晚上完成–每天都可以进行回归测试–通过仿真平台(非侵入式)收集运行数据,用于DO-178B认证要求的A级代码覆盖率分析HoneywellBoeing787ProgramSimics用在部署阶段之中和之后维护老型号系统,即使它们已经有20年历史,原来的开发平台都不存在了操作人员和客户培训开发团队无法接触到现场硬件时,重现和调试现场硬件上的问题维护和支持多个客户(或型号)的不同硬件配置使用虚拟平台来对下个版本的产品进行需求分析和设计部署阶段系统维护和升级案例:硬件可用性问题(钇星系统)不断退化的硬件需要软件不断修改问题:–太空中老化的卫星系统;需要用软件补丁来弥补硬件缺陷–在地面上很难创建修补用的软件补丁,因为缺少实际硬件Simics解决方案:–仿真系统硬件,并模拟硬件的退化来测试软件–在上传补丁之前,能够在地面上用仿真平台完整地测试IridiumSatellite部署阶段培训平台Use-case:–操作员培训问题:–客户需要建立操作员培训平台–目标硬件非常复杂,非常贵–无法用真实设备做培训Simics解决方案:–客户使用Simics虚拟平台建立了低成本,更高可靠性,更方便的操作员培训平台–界面背后运行的是真实的目标代码–操作和响应真实,低成本NorthropGrummanLCROSSSimics的核心价值软件提前开发复杂系统的调试和集成–多板多节点系统–多种总线的调试更全面更高质量的测试–故障注入–自动化测试–与第三方测试工具的集成SimicsT4240虚拟平台64-bit1.
8GHze6500core,12physicalcoressupporting24virtualcoresAltivecandDPAAtechnologiesforpacketprocessingandsignalprocessingSimicsT4240fullPlatformwithOSsupporting:6monthsbeforechipsampling8monthsbeforedevboardisavailableSimicsT4240虚拟平台:AMP/SMPDemo介绍VxWorksSMPAltivecTestVxWorksSMPPerformanceVxWorksSMPDiningPhilosophersMIPCBUSUART1UART3UART2MSDMSDAvailabletodayonWindRiverSimics,comingsoononFreescaleT4240QDS|2012WindRiver.
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