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Funktionale Sicherheit im Echtzeitbetriebssystem Hypervisor PikeOS 3.5 unterstützt ARM-Virtualisierungs-Features

| Redakteur: Franz Graser

Sysgo, Spezialist für Echtzeitbetriebssysteme aus Mainz, hat die Version 3.5 des Hypervisors „PikeOS“ vorgestellt. Sie unterstützt nun die Virtualisierungsfunktionen der ARM-Hardware. Gastbetriebssysteme können so ohne vorherige Änderung ausgeführt werden.

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Die Virtualisierungsplattform PikeOS verschafft sicherheitskritischen Anwendungen die volle Leistung von Multicore-Prozessoren. Sie ist für den Einsatz auf Multicore-CPUs in der Bahntechnik für das höchste Sicherheitslevel SIL4 zugelassen.
Die Virtualisierungsplattform PikeOS verschafft sicherheitskritischen Anwendungen die volle Leistung von Multicore-Prozessoren. Sie ist für den Einsatz auf Multicore-CPUs in der Bahntechnik für das höchste Sicherheitslevel SIL4 zugelassen.
(Bild: Sysgo)

PikeOS 3.5 integriert die Hardware-Virtualisierung von ARM, die mit der Chipfamilie „Cortex A15“ SoC eingeführt wurde, in seine Virtualisierungstechnik. Damit ermöglicht das System eine virtuelle CPU-Personality. Gastbetriebssysteme können somit ohne Leistungsverluste in einer Partition ausgeführt werden.

Das belegen Benchmark-Ergebnisse. Die Leistungsdaten der Gastbetriebssysteme fallen in den meisten Szenarien mit PikeOS genauso gut aus wie in der nativen Konfiguration. Besonders die Messungen im Zusammenhang mit Systemaufrufen oder Exceptions laufen ohne Verzögerung in virtualisierten Partition.

Die Gastbetriebssysteme sind durch Zeit- und Raum-Partitionierung beschränkt und von einem Health-Monitor überwacht. Über den generischen P4Bus können sie an die PikeOS-internen Kommunikationsdienste und das Dateisystem angeschlossen werden.

Hochkritische Applikationen werden mit dem nativen PikeOS-Betriebssystem ausgeführt. Darüber hinaus können Android und dazugehörige Apps sowie Posix-Betriebssysteme unter PikeOS laufen.
Hochkritische Applikationen werden mit dem nativen PikeOS-Betriebssystem ausgeführt. Darüber hinaus können Android und dazugehörige Apps sowie Posix-Betriebssysteme unter PikeOS laufen.
(Bild: Sysgo)
Insbesondere für Linux-basierte Systeme, die als Gast unter PikeOS laufen, stehen somit zusätzliche Optionen offen. Die ebenfalls von Sysgo entwickelte Embedded-Linux-Variante „ElinOS“ ist in der Version 6.0 mit PikeOS 3.5 kompatibel und kann in einer PikeOS-Partition entweder als paravirtualisiertes Gastbetriebssystem ausgeführt werden (also mit Anpassungen) oder eben Hardware-virtualisiert auf der Cortex-A15-Hardware.

Neben ElinOS 6.0 ist eine „Android“-Personality für die ARM-Architektur verfügbar. Eine plattformunabhängige Version basiert auf Android 4.3.1. Zusätzlich ist Android 4.2.2 für Freescales Chipfamilie „i.MX 6“ mit direktem I/O-Zugriff von Android verfügbar.

Darüber hinaus wurde die native Personality von PikeOS erweitert. So wurde eine Standard-Programmierumgebung für C mit einer C-Bibliothek und Mathematik-Bibliotheksdiensten integriert. Auch eine Programmierumgebung für C++ ist Teil des Pakets. Zu den weiteren Features zählen erweiterte Funktionen für die Prozesskonfiguration, das Management des virtuellen Adressraums, die dynamische Speicherzuweisung sowie eine vereinfachte Programmierschnittstelle für die Thread-Verwaltung.

Die integrierte Entwicklungsumgebung für PikeOS und ELinOS ist CODEO 5.1, das auf Eclipse 4.3 basiert. Für die aktuelle Version wurde das ELinOS-Konfigurationswerkzeug ELK als integraler Bestandteil eingefügt. Dadurch ist die Konfiguration von ELinOS-Systemen in PikeOS intuitiver möglich. CODEO 5.1 unterstützt außerdem die Installation und Konfiguration von Android-Systemen über ein spezielles Werkzeug.

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