基于Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC的內(nèi)核分離技術(shù)LynxSecure

Lynx軟件技術(shù)公司成立于1988年，是一家提供系統(tǒng)級安全解決方案的高科技公司。公司成立不久便推出了嵌入式應(yīng)用的實時操作系統(tǒng)（RTOS）Lynx OS，比起現(xiàn)在流行的Linux操作系統(tǒng)還要早。Lynx軟件設(shè)計一直堅持著開源標(biāo)準(zhǔn)，比如UNIX和POSIX標(biāo)準(zhǔn)，基于Lynx產(chǎn)品開發(fā)者可以利用現(xiàn)有的代碼、第三方解決方案以及開源的應(yīng)用項目等進(jìn)行二次開發(fā)。Lynx公司產(chǎn)品涉及到物聯(lián)網(wǎng)、航空航天、醫(yī)療設(shè)備以及國防安全等領(lǐng)域。

隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，越來越多的嵌入式應(yīng)用接入到互聯(lián)網(wǎng)，因此系統(tǒng)安全問題就顯得越來越重要。LynxSecure是一個利用多核CPU硬件虛擬化技術(shù)的開發(fā)平臺，以其內(nèi)置嵌入式管理程序和分離內(nèi)核及虛擬化技術(shù)，允許多個不同的客戶操作系統(tǒng)共享單個物理硬件平臺，具有最高水平的信息保障與安全性。一方面加強(qiáng)了系統(tǒng)在不同應(yīng)用環(huán)境下的可靠性，另一方面按照配置的用戶權(quán)限提供可訪問的資源，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全級別。

圖1 Lynx公司推出的LynxSecure硬件虛擬化架構(gòu)模塊設(shè)計

所周知嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中使用最廣就是ARM處理器內(nèi)核，常用的ARM處理器有Cortex-M系列、Corex-R系列以及更智能的Cortex-A系列。這些設(shè)備都支持內(nèi)核虛擬化特性，因此LynxSecure架構(gòu)已經(jīng)移植到ARM處理器上。目前，ARM的內(nèi)核能夠支持越來越多的變種虛擬化，它將可以采用LynxSecure在工廠自動化、汽車、醫(yī)療等領(lǐng)域提供更強(qiáng)的安全級別。

Znq UltraScale+ MPSoC是賽靈思推出的首款真正的All Programmable（全可編程）異構(gòu)多核處理器SoC，該架構(gòu)包括64 位四核 ARM Cortex-A53 處理器、雙核 ARM Cortex-R5 實時處理器、ARM Mali-400MP 圖形處理器、H.265/264 視頻編碼解碼器單元、高級動態(tài)功耗管理單元以及配置安全單元。

目前LynxSecure已經(jīng)可以應(yīng)用到Zynq UltraScale+ MPSoC器件上了，結(jié)合豐富的可編程邏輯資源，工程師可以選擇哪部分功能放在LynxSecure軟件平臺來執(zhí)行，哪些功能可以放在FPGA部分來實現(xiàn)，充分發(fā)揮FPGA的并行計算能力，實現(xiàn)硬件加速，搭建高可靠性的計算應(yīng)用系統(tǒng)。