虛擬化是一種功能強(qiáng)大的資源管理技術(shù)概念，通常與服務(wù)器中的高端應(yīng)用程序相關(guān)聯(lián)。單片機(jī)進(jìn)入了虛擬化也一直是芯片制造業(yè)想攻克的又一重要領(lǐng)域。可以說(shuō)，基于硬件的虛擬化輔助功能的單片機(jī)，標(biāo)志著嵌入式開(kāi)發(fā)領(lǐng)域進(jìn)入了新的里程碑。

一、MCU虛擬化有什么好處？

首先，MCU虛擬化使單個(gè)MCU上運(yùn)行多個(gè)軟件組件而不互相干擾，硬件虛擬化可在對(duì)安全至關(guān)重要的嵌入式環(huán)境中將靈活性和可靠性提高到一個(gè)新的水平。比如，運(yùn)行多個(gè)安全完整等級(jí)的汽車MCU就是一個(gè)很好的例子。

此外，具有不同安全級(jí)別的軟件系統(tǒng)可以與非關(guān)鍵軟件一起在同一硬件上執(zhí)行。例如，駕駛室內(nèi)通過(guò)控制器可以在單個(gè)硬件上運(yùn)行組合儀表和車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)。

二、MCU虛擬化如何工作？

什么原因促使在低成本單片機(jī)上支持虛擬化的CPU呢？簡(jiǎn)單的答案是，基于硬件的虛擬化功能大大減少了處理開(kāi)銷。

基于軟件的虛擬化（通常稱為虛擬機(jī)監(jiān)控程序）由于需要虛擬仿真硬件而消耗更多的處理時(shí)間。它必須更改CPU狀態(tài)并傳送中斷。反過(guò)來(lái)，就確保對(duì)安全性至關(guān)重要的應(yīng)用的實(shí)時(shí)響應(yīng)性而言，這給汽車MCU帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

MCU虛擬化還可以按照基本的虛擬機(jī)管理程序原理進(jìn)行工作。系統(tǒng)管理程序創(chuàng)建獨(dú)立的虛擬機(jī)（VM），并且每個(gè)VM彼此隔離。虛擬機(jī)隔離允許設(shè)計(jì)工程師獨(dú)立地修改或更新系統(tǒng)。但是，MCU不可避免地需要較大的閃存容量。

在硬件虛擬化中，可以通過(guò)利用內(nèi)存保護(hù)等MCU功能將虛擬機(jī)管理程序?qū)ｉT部署到多個(gè)實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)（RTOS）。此外，多個(gè)虛擬機(jī)管理程序可以同時(shí)在CPU內(nèi)核上運(yùn)行。

三、MCU虛擬化的發(fā)展現(xiàn)狀

MCU平臺(tái)上的硬件虛擬化目前仍處于早期階段，一些芯片制造商也在加緊有關(guān)測(cè)試芯片的研發(fā)，未來(lái)MCU虛擬化或成為芯片制造業(yè)的又一個(gè)重要領(lǐng)域。

以上就是英銳恩單片機(jī)開(kāi)發(fā)工程師分享的有關(guān)虛擬化輔助功能MCU的資訊。英銳恩專注單片機(jī)應(yīng)用方案設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，提供8位單片機(jī) 、16位單片機(jī) 、32位單片機(jī) 、運(yùn)算放大器和模擬開(kāi)關(guān)。