下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
本节将介绍一些知名厂商的嵌入式Hypervisor产品。
嵌入式Hypervisor在国外起步较早，在任务关键型和安全关键型嵌入式场景中已经得到了广泛的应用。其中Wind River公司的VxWorks 653、Lynx公司的LynxOS-178B和LynxSecure、Thales公司的PikeOS、DDC-I公司的DeOS以及Green Hills软件公司的INTEGRITY Multivisor等都是这方面的典型代表。
VxWorks 653是应用在航空领域的、遵循ARINC653设计规范的Hypervisor。分区是ARINC653中的一个核心概念。采用ARINC653标准的操作系统架构分为两级，底层是CoreOS（即Hypervisor），负责分区间的管理和调度；CoreOS的上层是POS（Partition OS，分区OS），即分区操作系统，也就是客户操作系统。POS的上层才负责应用程序的执行。
VxWorks 653是典型的ARINC653软件架构，如图1-15所示。
Lynx公司的LynxOS-178B也是面向航空领域的、遵循ARINC653设计规范的Hypervisor，其架构如图1-16所示。
PikeOS架构如图1-17所示。PikeOS主要应用于航空电子、航天、铁路、汽车、医疗和工业自动化领域。
图1-15 VxWorks 653系统架构
图1-16 LynxOS-178B架构
图1-17 PikeOS架构
DeOS是美国DDC-I公司面向航空领域的、遵循ARINC653设计规范的Hypervisor。INTEGRITY Multivisor是美国Green Hills软件公司的Ⅰ型Hypervisor产品，主要应用在汽车、工业、航空电子和移动设备平台，其架构如图1-18所示。
图1-18 INTEGRITY Multivisor架构
INTEGRITY Multivisor是面向安全和安全认证的INTEGRITY RTOS隔离内核的可选虚拟化服务。它使GPOS（如Linux或Android），能够在同一个多核处理器上安全稳定地与关键软件并行运行。
总体来说，商用的嵌入式Hypervisor产品基本由欧美主导，并且均通过了相关的安全认证，比如欧洲的IEC61508 SIL认证、美国的DO-178B/C认证。嵌入式Hypervisor是满足强安全特性的软件架构，而基于线程和进程的操作系统几乎不可能达到强安全要求。
除了前面介绍的商用闭源的Hypervisor产品外，也有一些开源的嵌入式Hypervisor产品。通过对这些开源软件的研究和学习，我们可以了解嵌入式Hypervisor的设计原理和工作机制。
1.K-Hypervisor
K-Hypervisor是一款Ⅰ型Hypervisor，旨在提供一个轻量级、可移植、配置灵活的虚拟化解决方案，运行在具有硬件虚拟化扩展的ARMv7平台。由于K-Hypervisor支持完全虚拟化，因此可以运行各种未经修改的客户操作系统，如Linux、RTOS以及裸机应用程序。K-Hypervisor架构如图1-19所示。
图1-19 K-Hypervisor架构
2.Xvisor
Xvisor也是一款开源的Ⅰ型Hypervisor，提供轻量级、可移植、配置灵活的虚拟化解决方案，其架构如图1-20所示。
Xvisor支持ARMv7a-ve、ARMv8a、X86-64、RISC-V架构，并且是首个支持RISC-V架构的Ⅰ型Hypervisor，支持完全虚拟化和半虚拟化。
3.ACRN
ACRN（https://projectacrn.org/）是Linux基金会发布的开源项目，是一个专为物联网和嵌入式设备设计的Hypervisor。该项目得益于Intel公司的支持，目标是创建一个灵活小巧的Hypervisor系统，其架构如图1-21所示。通过一个服务虚拟机（比如Linux），ACRN可以同时运行多个客户操作系统，如Android、其他Linux发行版或者RTOS，使其成为许多场景的理想选择。
图1-20 Xvisor架构
图1-21 ACRN架构
国内Hypervisor起步较晚，和国外的产品有着比较大的差距。但是因为有着巨大的市场需求，近年来，同类型的嵌入式Hypervisor产品也得到了快速的发展。
知名产品有航空工业计算所研发的天脉操作系统ACoreOS653、中国航天科技集团公司五院502所研发的SpaceOS等，但是国产嵌入式Hypervisor产品仅限于政府主导的军工、航天等领域，商用市场仍基本由国外厂商的产品所主导。