汽车电子嵌入式操作系统的隔离保护机制.pdf

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1、第43卷第3期电子科技大学学报V_01．43No．32014年5月JournalofUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMav2014汽车电子嵌入式操作系统的隔离保护机制陈丽蓉，燕立明，罗蕾(电子科技大学计算机科学与工程学院成都610054)【摘要】描述了汽车电子嵌入式操作系统隔离保护机制的一种策略及实现。通过结合有限的硬件资源及软件机制，满足操作系统、应用、任务及中断服务例程等3个级别的隔离保护要求，并提供保护错误处理的机制，将系统的访存错误局限于一定区域内，降低系统整体失效可能性。该实现能有效减少分页的数量，提升操

2、作系统性能及存储空间利用率。具备隔离保护机制的汽车电子嵌入式操作系统可将不同来源、不同安全完整性级别的软件部件在一个ECU系统中集成。关键词汽车电子：嵌入式操作系统：隔离：分区：保护中图分类号TP319文献标志码Adoi：10．3969／j．issn．1001．0548．2014．03．023AnIsolationandProtectionMechanismofAutomotiveElectronicEmbeddedOperatingSystemCHENLi-rong，YANLi-ming，andLUOLei(SchoolofComputerScienceandEngineeri

3、ng,UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaChengdu610054)AbstractAstrategYandimplementationfortheisolationandprotectionmechanismofautomotiveembeddedoperatingsystemiSdescribed．Uponlimitedhardwareresources．thesoftwaremechanismsatisfiesthethree-levelisolationandprotectionrequirementscov

4、eringoperatingsystem，applications，tasksandinterruptserviceroutines．AprotectionerorhandlingmechanismiSprovidedwiththeabilityofrestrictingmemoryaccessingerorstolimitedregions．reducingtheprobabilityofthewholesystem’Sfailure．Thenumberofmemorypagesisreducedapparentlyalongwiththeimprovementofoperat

5、ingsystemperformanceandutilityofmemoryspace．AnautomotiveembeddedoperatingsystemwithisolationandprotectionmechanismcanintegrateSOftwarecomponentsOfdif．ferentsourcesandsafetyintegrationlevelsintoasameECUsystem．Keywordsautomotiveelectronic；embeddedoperatingsystem：isolation；partition；protection随着

6、汽车电子控制系统功能、复杂性的不断增1问题的提出加，当今一辆中档轿车中装备有大约80个电子控制单元(zcu)，它们通过多达5种不同的总线系统来通软件分区分为操作系统分区和应用分区。操作系统内核、存储软件、通信诊断软件、外设与I／O控信与交互。出于成本、可靠性等多方面因素考虑，一种趋势是将大量ECU替换成少量但功能更强大的制等基础软件模块执行在一个可信的、处于特权模式的操作系统分区中。应用层软件部件在逻辑上被微控制器，原来运行在若干专有ECU上的应用共享一个微控制器。当众多功能集成在一个ECU中实现划分到不同的应用中，一些应用属于不可信的、非特权模式的应用分区，而另一些应用与操作系

7、统一时，要系统性地考虑汽车电子应用在安全、可靠方样，也处于可信的、特权模式的操作系统分区。面的需求。为了在运行时分离不同来源的软部件，AUTOSAR规范要求实现不同应用软件之间的隔离从软件层面阻止一定级别的故障传播，在汽车电子保护，以及应用软件与基础软件之间的隔离保护。嵌入式软件设计中要通过分区机制来防止各软部件另外为了满足一些安全限制，该规范还进一步基于之间的干扰⋯。AUTOSAR组织阐述了存储分区和处程序的不同分段(数据、代码、栈)提出了对操作系统、理器工作模式对实现防干扰的