重磅｜翼辉即将推出安全关键型虚拟化平台

介绍

在汽车电子电气架构从分布式向域集中式演进的背景下，各种功能模块都集中在少数几个域控制器中。以前需要N个ECU来实现各种功能，现在只需要一个DCU，节省了大量线束和连接器，降低了车身的整体重量和成本。

在汽车电子电气系统中，不同的ECU提供不同的服务，有不同的优先级，对底层操作系统有不同的要求。例如，根据ISO 26262标准，汽车仪表系统和信息娱乐系统属于不同的安全级别，具有不同的处理优先级。汽车仪表系统与电力系统密切相关，要求高实时性、高可靠性和强安全性，其中以实时操作系统为主。信息娱乐系统主要提供车内人机交互的控制平台，追求多样化的应用和服务，主要以移动操作系统为主。

要让不同类型的操作系统运行在同一个计算平台上，最直接的技术路径就是虚拟化。虚拟化作为一项底层IT核心技术，过去在云计算领域得到了广泛应用。它的作用是通过Hypervisor软件模拟一个具有完整硬件系统功能，在完全隔离的环境下运行的计算机系统。

在星载操作系统中引入虚拟化的概念后，供应商不再需要设计多个硬件来实现不同的功能需求，只需要在星载主芯片上配置虚拟化的软件，形成多个虚拟机，在每个虚拟机上运行相应的软件即可满足要求。

快速遮阳板

QuickVisor是翼辉信息为关键安全领域设计的Type1 Hypervisor。它致力于提供轻量级、安全和高效的虚拟化解决方案。QuickVisor可以将多个关键级别不同的虚拟机集成到一个硬件平台中，通过软硬件结合的方式避免不同虚拟机之间的干扰。

为了最大限度地满足不同场景下虚拟机的实时性、确定性和安全性要求，QuickVisor采用了静态资源划分策略，精心设计了多种虚拟机调度算法。QuickVisor使用直接映射和设备模拟来构建虚拟机硬件视图。

QuickVisor支持ARMv8处理器架构，可以充分利用硬件平台提供的虚拟化特性，提高虚拟机的性能和安全性。翼信息为QuickVisor提供了强大的开发套件，可以大大简化系统开发、集成和测试。

QuickVisor功能

资源的静态分配

QuickVisor根据配置文件划分虚拟机使用的物理资源，预先创建虚拟机使用的虚拟资源。虚拟机使用的物理资源和虚拟资源相互隔离。

权限可控

QuickVisor根据配置文件中描述的虚拟机权限检查虚拟机对共享资源、Hypercall接口和系统寄存器组的访问。

QuickVisor使用MMU的二级映射功能来加快虚拟机对直通设备和内存的访问，同时使用虚拟化相关的控制寄存器来严格控制虚拟机可以访问的硬件资源。

处理器分区

在QuickVisor中，虚拟机使用的虚拟CPU核心由调度程序调度到相应的物理CPU核心。QuickVisor将物理CPU核心视为资源，并按分区管理物理CPU核心。不同分区中的CPU内核可以使用不同的调度算法。

出色的实时性能

QuickVisor实现了多种调度算法，其中实时调度算法基于虚拟CPU核优先级抢占式调度，支持相同优先级的FIFO调度。实时调度算法的时间复杂度为O，调度时间的确定满足实时应用场景的实时性要求。

虚拟机之间的通信

虚拟设备形式的QuickVisor支持虚拟机之间高效的共享内存和管道通信，并提供标准的虚拟外围设备，有助于快速跨平台迁移。

高效简洁

QuickVisor代码高效简洁，全静态资源设计，符合MISRA C 2012编程规范。在白盒测试中，内核代码的分支覆盖率达到100%，可以通过ASIL D ISO 26262认证。

分离和独立升级

QuickVisor和RealEvo-IDE为平台提供商、系统集成商和应用程序开发人员提供单独的开发支持。QuickVisor固件、虚拟机配置文件和虚拟机镜像可以独立升级，支持安全引导，确保目标系统的安全性:

使用方便

RealEvo-IDE为QuickVisor提供应用场景配置功能，支持图形化定制各虚拟机使用的物理资源。根据实际情况，为虚拟机提供物理时钟和虚拟时钟配置，为每个虚拟机生成设备树文件，用于引导不同的GuestOS，如SylixOS、EdgerOS、Linux、Android、Matrix653等操作系统。

结束语

目前，翼辉信息正在利用QuickVisor虚拟化技术、ASIL D功能安全认证版本SylixOS、EdgerOS智能边缘操作系统、VSOA微服务架构等技术，构建面向未来车辆的开放式智能车载系统架构。未来，永辉信息将继续保持初心，不断创新攻关关键技术，为庞大复杂的行业用户提供可靠、实时、灵活、高可用的基础平台，广泛赋能复杂场景、跨领域连接的智能制造。