国内首个微内核技术应用落地:填补国内空白 性能不输国际主流

国内首个微内核技术应用落地:填补国内空白 性能不输国际主流

  原标题:国内首个微内核技术应用落地

  来源:北京商报

  本报讯(融媒体中心记者 田艳军)近日,区内企业和利时科技集团有限公司(以下简称“和利时”)研发的微内核工业操作系统通过专家评审,成为国内第一家将微内核技术在工业控制领域推向应用的企业,微内核技术使工业系统硬件资源得到充分利用,有效提高工业操作系统的响应速度及安全性。

  与微内核相对应的是宏内核。此前操作系统采用的大多为宏内核,以手机操作系统为例,文件系统、设备驱动、虚拟内存管理、网络协议栈等所有系统服务都被集中在内核里,由于代码量庞大,这种形式面临着安全漏洞多、可扩展性差等问题。因此,以微内核为核心的下一代操作系统的开发势在必行,相比于宏内核,微内核只提供最基础的系统服务,其他功能都在内核之外的用户态来实现。

  “宏内核操作系统和微内核操作系统就像个人与团队。”和利时产品管理部总经理李蒙用形象的比喻解释说,“宏内核操作系统像一个能力全面的个人,面面俱到,能够很好地承担工作,但一旦出现生病等意外情况,会导致工作停止;微内核像一个分工协作的团队,内核是核心领导,各个功能由团队成员实现。内核由于只专注于团队管理,因此高效稳定又安全,团队成员各司其职,即便某一个成员出现问题,也不会影响到整体功能,且需要新增或调整功能时,对相关成员进行调整即可,不需要整个团队变更。”

  在物联网时代,工业领域多种终端的出现对工业操作系统要求越来越高,要处理更多复杂的应用,甚至在同一种设备中同时运行不同响应时间要求的应用,要求操作系统能够具备灵活、确定的处理速度;每一种设备对系统、内存、外设、网络通讯等的需求都不同,需要统一调度协调来管理设备的所有资源;工业控制系统或终端设备在功能安全领域的应用也越来越广泛,更加强调工业操作系统的安全性。

  2017年和利时开始研发微内核工业操控系统,探索通过一套系统高效管理操控多种工业装置,破解行业难题。从工业微内核架构的搭建,到缩短每一次数据信息交换时间提高操控实时性与确定性,期间经历了重重困难,曾经因为一个漏洞,排查了半年多,最终查到问题所在,进行改进。

  历时三年时间开发出微内核操控系统,在主要性能指标上,完成代码编译的容量小于100K,是普通内核操控系统的百分之一级别,实现了轻量化;实时性方面,能支撑最小任务调度周期10个微秒,能够在毫秒级应用控制器上开展应用,整体性能与国际主流微内核工业操作系统相当。在开发过程中和利时研发团队还兼顾系统的适配性,和利时微内核工业操控系统可适配工业领域三种主流体系架构CPU,支撑多系统高效协同。

  目前,和利时微内核工业操控系统已在化工领域推进应用,可将规模化的装置控制和保护分割成多个操作任务,不仅能缩短操控响应时间提升产品的品质,而且其原生的安全性和可靠性技术可保障各种装备“安稳长满优”运行,特别是在安全保障装备和关键核心装置保护方面,一旦出现故障快速响应,协同整套系统进入预设的安全状态,将安全事故消除在萌芽状态。接下来,和利时还将推动微内核工业操控系统在轨道交通领域等更多领域应用,推进智能制造水平进一步提升。

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责任编辑:尹悦

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