上海2014年7月10日電 /美通社/ -- 物聯(lián)網(wǎng)(IoT)是一個(gè)跨越很多行業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，包括可穿戴設(shè)備、智能電表、智能家電及汽車(chē)等設(shè)備。隨著大家對(duì)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及其提供信息的依賴(lài)不斷增加， 服務(wù)時(shí)間、可靠性等因素對(duì)其成功和整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)起著關(guān)鍵作用。智能家電及車(chē)載信息娛樂(lè)音響主機(jī)代表了一大類(lèi)同時(shí)需要互聯(lián)性和高度可靠執(zhí)行性的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
智能家電如洗衣機(jī)有一個(gè)豐富的用戶(hù)界面(UI)，能夠處理任何數(shù)量的指令。該設(shè)備可以通過(guò)智能手機(jī)進(jìn)行遙控，連接輸電網(wǎng)絡(luò)，定點(diǎn)在電費(fèi)比較便宜的非高峰時(shí)段洗滌。當(dāng)然洗衣機(jī)必須能夠很好、很可靠地執(zhí)行一項(xiàng)功能 -- 洗衣功能。工業(yè)系統(tǒng)有更加嚴(yán)格的實(shí)時(shí)控制要求，保證實(shí)時(shí)控制和其他重要操作能夠獨(dú)立于更高級(jí)別的功能運(yùn)行，這點(diǎn)很重要。
汽車(chē)行業(yè)也在投資聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)，如收集遠(yuǎn)程信息處理數(shù)據(jù)以及通過(guò)可更新和可下載的應(yīng)用程序(Apps)提供車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)(IVI)來(lái)滿(mǎn)足消費(fèi)者的期望。汽車(chē)制造商面臨大量的審查以確保車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)是安全的。應(yīng)用程序下載不能干擾車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)更關(guān)鍵的功能， 如后置攝像頭的視頻。在這種情況下，像 Android 操作系統(tǒng)可能是提供應(yīng)用程序的可行性選擇，而車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)的核心系統(tǒng)可基于 Linux 平臺(tái)。類(lèi)似的通用操作系統(tǒng)工業(yè)環(huán)境還可能包括一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)實(shí)行關(guān)鍵的實(shí)時(shí)控制功能，而 Linux，即通用操作系統(tǒng)(OS)，可提供用戶(hù)界面和監(jiān)督數(shù)據(jù)通信。
在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)下通過(guò)使用 MMU/MPU 實(shí)現(xiàn)代碼模塊獨(dú)立
一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)與一個(gè)獨(dú)立的模式，如 Mentor Graphics 的 Nucleus 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，能夠利用可在諸多系統(tǒng)芯片設(shè)備上應(yīng)用的內(nèi)存管理單元(MMU)來(lái)獨(dú)立和保護(hù)代碼模塊。圖1說(shuō)明了實(shí)時(shí)控制任務(wù)如何可以共享內(nèi)核的受保護(hù)存儲(chǔ)區(qū)，而其他軟件任務(wù)分為各自的受保護(hù)存儲(chǔ)區(qū)?；ヂ?lián)功能和遠(yuǎn)程更新共享相同的區(qū)域，而用戶(hù)界面和其他應(yīng)用程序任務(wù)被分配到另一個(gè)獨(dú)立區(qū)域。獨(dú)立應(yīng)用子系統(tǒng)的方法可防止互聯(lián)功能或用戶(hù)界面應(yīng)用子系統(tǒng)破壞內(nèi)核或者實(shí)時(shí)控制操作。
用一個(gè)進(jìn)程模式分離連接性和遠(yuǎn)程更新的控制。
使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)優(yōu)于通用操作系統(tǒng)的一個(gè)好處就是其內(nèi)核的實(shí)時(shí)特性。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)提供嚴(yán)格的實(shí)時(shí)調(diào)度，保證優(yōu)先級(jí)任務(wù)的運(yùn)行。進(jìn)程模式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)能保證確定的實(shí)時(shí)調(diào)度，并增加了存儲(chǔ)保護(hù)。存儲(chǔ)保護(hù)并不改變?nèi)蝿?wù)的優(yōu)先級(jí)和系統(tǒng)反應(yīng)。圖2顯示了應(yīng)用程序(任務(wù)7)和遠(yuǎn)程更新任務(wù)在分開(kāi)的獨(dú)立存儲(chǔ)區(qū)域能夠在同一優(yōu)先級(jí)執(zhí)行而控制和連接任務(wù)可在更高的優(yōu)先級(jí)執(zhí)行。這在很大程度上有別于通用操作系統(tǒng)中程序的執(zhí)行方式。在受保護(hù)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)環(huán)境下， 開(kāi)發(fā)人員可以自由地調(diào)整任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，而無(wú)需將其合并到一個(gè)共同的存儲(chǔ)區(qū)域。
基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的進(jìn)程模式還允許進(jìn)程模塊（一個(gè)共同的獨(dú)立存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)任務(wù)和庫(kù)功能的集合）在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)不斷加載和卸載。這除了能明顯更新系統(tǒng)外，還可以允許開(kāi)發(fā)人員不斷地重新配置設(shè)備，使其具備不同的操作模式，切換不同的任務(wù)分離和優(yōu)先級(jí)配置。
通過(guò)類(lèi)型1的虛擬機(jī) Hypervisor 實(shí)現(xiàn)多 OS 系統(tǒng)的應(yīng)用
在今天嵌入式設(shè)備中具備的多核處理器可提供更強(qiáng)大的處理能力和連接選項(xiàng)。這些設(shè)備使多個(gè)操作系統(tǒng)的整合成為引進(jìn)互聯(lián)性的可行安全方法，同時(shí)確保更重要的功能的執(zhí)行。即使是在非常注重安全的行業(yè)，如汽車(chē)業(yè)，消費(fèi)者現(xiàn)在也期待車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)可提供智能手機(jī)和平板電腦所具備的應(yīng)用程序。
在物聯(lián)網(wǎng)和車(chē)聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)以前， 安全性和可靠性是通過(guò)物理分離實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)同一或獨(dú)立的面板上多個(gè)單獨(dú)的處理器以確保設(shè)計(jì)的穩(wěn)健性。有了現(xiàn)在的整合的嵌入式系統(tǒng)，引入連接性的一個(gè)推薦的方法是使用多個(gè)操作系統(tǒng)，由類(lèi)型1 Hypervisor 實(shí)行分離，實(shí)際上分離和虛擬化設(shè)備資源，確保必要的汽車(chē)功能優(yōu)先于連接應(yīng)用程序的功能。
圖3說(shuō)明了一個(gè) Hypervisor，如 Mentor Graphics 的 Hypervisor，如何被用于汽車(chē)信息娛樂(lè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的連接應(yīng)用程序功能是 Android 的而其他車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)則是基于 Linux 的。