- Zynq通過 Xen 管理程序可實現(xiàn)快速的軟件集成和更高的系統(tǒng)安全性與保密性

特權(quán)域 dom0 建立調(diào)度，以決定各域何時運行以及在哪個或哪些內(nèi)核上運行。然后，管理程序內(nèi)核執(zhí)行配置后的調(diào)度計劃。為達(dá)到某種類型的確定性，應(yīng)配置一個調(diào)度計劃，使客戶域在它的時隙內(nèi)對機(jī)器具有唯一訪問權(quán)。圖 3 給出的實例中，客戶機(jī) 1（與 dom0 一起）在單個時隙內(nèi)運行在多個內(nèi)核上，而客戶機(jī) 2 和 3 則沒有這個限制，因此可以在其他時隙內(nèi)以混合匹配的負(fù)載平衡計劃對它們進(jìn)行調(diào)度。

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圖 3–多核調(diào)度程序?qū)⒖蛻魴C(jī) 1 放在專有時隙中，并將客戶機(jī) 2 和 3 混合。

管理程序管理所有機(jī)器資源。CPU 內(nèi)核主要進(jìn)行分時管理，如上所述。 管理程序使用硬件定時器執(zhí)行調(diào)度。存儲器不是通過分時進(jìn)行共享，而是分空間共享，把存儲器的一部分分配給每個客戶域。管理程序使用硬件存儲器管理單元 (MMU) 來實施存儲器布局。I/O 的管理差異很大，取決于器件的類型。有些 I/O 器件可被直接映射到 Cortex-A53，而其他 I/O 器件必須配置后才能連通 FPGA可編程架構(gòu)。

客戶機(jī)對 I/O 器件的訪問由 dom0 進(jìn)行配置和管理，利用對 Xen 內(nèi)核進(jìn)行合適的超級調(diào)用來建立指向器件的存儲器映射。Dom0 可授權(quán)客戶域訪問所需的特定 I/O 器件，也可能自己管理共享 I/O，起到網(wǎng)關(guān)的作用以實現(xiàn)共享機(jī)制。Xen 中的域間通信(包括 I/O)通常使用 Xen 事件通道進(jìn)行通知，使用共享存儲器來傳送數(shù)據(jù)。Xen 共享 I/O 器件驅(qū)動程序采用分離驅(qū)動模式，客戶域中的上一半驅(qū)動程序?qū)?API 提供至客戶操作系統(tǒng)，將用來往返傳送數(shù)據(jù)的功能提供至dom0。然后，dom0 中的下一半驅(qū)動程序執(zhí)行器件的實際 I/O 操作。

建立對 XEN ZYNQ 的支持
賽靈思針對備受期待的下一代 Zynq SoC 器件搜集的客戶反饋顯示，很多客戶期望有強(qiáng)大的管理程序支持，其中一半想要開源選擇。這種支持不能停留在簡單的服務(wù)臺模式上，而是要具備更多支持選項，以幫助設(shè)計可平衡各種需求（例如高帶寬、低延遲、低功耗、高可靠性）的嵌入式系統(tǒng)，而且能連接到嵌入式環(huán)境中的多種系統(tǒng)設(shè)備。賽靈思之所以選擇 DornerWorks，是因為我們具備 Xen 管理程序方面的專業(yè)技術(shù)以及嵌入式工程設(shè)計經(jīng)驗，而且我們是賽靈思聯(lián)盟計劃的高級成員，能為客戶提供更多支持選擇，為他們系統(tǒng)中的 FPGA 設(shè)計部分提供支持。

DornerWorks 與賽靈思協(xié)作完成了Xen 與新的 Zynq MPSoC 的端口，然后通過認(rèn)證和驗證測試來確認(rèn)正確性。我們的測試不僅涵蓋 Xen 管理程序內(nèi)核在硬件上正確運行，還包括特權(quán)域 dom0(運行 Linux)以及具有多種客戶操作系統(tǒng)支持的客戶域。我們將這個軟件包命名為 Xen Zynq Distribution。

開發(fā)實際硬件之前，我們要進(jìn)行附加測試。我們的硬件替代模型為 QEMU 開源機(jī)器仿真軟件，可運行在 x86 開發(fā)人員系統(tǒng)上進(jìn)行獨立的調(diào)試與測試，或者運行在我們團(tuán)隊的構(gòu)建服務(wù)器上進(jìn)行連續(xù)集成測試。 此外，我們還使用仿真板 Remus(不要與同名的 Xen 動態(tài)遷移工具混淆)進(jìn)行開發(fā)，該仿真板使用六個賽靈思 Virtex?-7 FPGA 來仿真 Zynq MPSoC。