多核及虚拟化技术在工业和安全领域的应用
在嵌入式市场，一些颠覆性的技术正在影响着发展趋势，并且为设备制造商带来前所未有的机遇，对其产品和业务模式产生方向性的变革，这就是多核和虚拟化技术。通过这些技术的应用，可以显著改善设备性能，并通过硬件集中化来降低成本，最终在整个产品生命周期内取得最佳的经济效益。
多核处理器日趋成熟，这就是机遇的开始。最新的Intel多核处理器不仅性能大幅提高，而且明显改善了单个处理核的性能功耗比（Performance Per Watt）。基于多核处理器来构建自己的产品，也提高了应用的可伸缩性，为适应更高的性能需求预留了空间，从而使设备在投资保护方面有更好的表现。Intel公司的双核和四核处理器销售量已经远远超过单核处理器，这个事实足以显示多核应用显著增加的趋势。
虚拟化技术是另一个重要的趋势。借助于对底层处理器内核、内存和外设的抽象，这种技术使得多个虚拟机可以运行在同一个物理板上。虚拟化提供了多操作系统的运行环境，例如可以在同一个设备中同时运行高实时性操作系统（例如Wind River VxWorks和通用的操作系统（比如Wind River Linux）。如图1所示。
图1 Intel-Wind River多核虚拟架构
通过多核处理器和虚拟化提升了单个设备的性能，从而可以把原本需要多个设备分别运行才能完成的任务合并到单个设备上，这就是集中化（Consolidation）。这样一来，需要使用的硬件设备减少了，能源利用率提高了，不仅在整体上需要使用的物料减少了，而且也降低了系统整体运行成本。
虚拟化是由Hypervisor来实现的。Hypervisor具有监管功能，可以让多个运行环境相互独立，由此提供了一种隔绝机制，让每个应用都运行在独立的环境中，从而提高系统的可靠性、防护性和安全性。
随着新功能的增加以及新的政策法规的实行，与安全相关的系统架构越来越复杂。越来越多的工业设备需要通过网络与Internet等更大的系统相互联系，从车间生产线到企业管理层之间的联系也越来越密切。所有的设备都必须支持规模更大的应用软件，例如，必须支持多种多样与不同级别安全性相关的通信协议栈。随着系统复杂度的提高，政府法令也会提出更多的强制性要求、认证方法和流程，以确保系统的安全可靠性。
多核和虚拟化技术的组合应用可以帮助工业控制、过程自动化、能源和交通行业的设备制造商保护其在软件开发方面的投资。这些技术让同一个系统可以安全地同时运行更多的应用。因此，你可以在确保性能、安全性和可伸缩性的前提下，几乎不需要做什么修改，就可以把原本运行在不同设备上的多种应用集中在一套系统中运行。而这些应用的管理也不会有太多的麻烦。
下面介绍风河和英特尔如何合作推进多核和虚拟化技术，帮助软件开发人员采用新的方法来解决工业控制和安全性要求极高的问题。
覆盖整个企业的工业控制解决方案
VxWorks、Wind River Linux和Wind River Hypervisor可以运行在多种Intel处理器上，并且是由一个开放标准的工具链来支持，由此可显著提高多核和多操作系统开发工作的效率。这种能力可以延伸到工业企业的所有层面，呈现出一种“自动化金字塔”的层次结构（如图2所示）。
图2 自动化金字塔架构
在企业层，也就是企业里面的最高层，通常运行着多种混合应用的服务器和工作站，其中可以包括协同性生产管理、财务和资产管理数据库。Intel Xeon处理器可以提供高性能计算能力，确保企业业务的顺畅高效。在这个层次上可以同时运行大量的企业级应用，由高达8个或更多内核的处理器来支撑，而且通过大规模的片上高速缓存来减少上下文相关性切换，达到极高的并行计算速度。
