虛擬化正在從服務(wù)器應(yīng)用擴(kuò)展到智能手機(jī)、汽車系統(tǒng)和 M2M 系統(tǒng)的移動(dòng)空間。它準(zhǔn)備解決安全問題，同時(shí)降低這些連接系統(tǒng)的硬件成本。

在當(dāng)今世界，虛擬化無(wú)處不在。從現(xiàn)場(chǎng)托管服務(wù)到不斷擴(kuò)展的云，服務(wù)器虛擬化已成為預(yù)期的行動(dòng)方案。云平臺(tái)上安全分離的虛擬機(jī)可以并排地為具有廣泛不同業(yè)務(wù)模型和服務(wù)的客戶提供服務(wù)，并由可信賴的虛擬機(jī)管理程序隔離。現(xiàn)在，虛擬化的使用正在遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其基本的服務(wù)器根源。

嵌入式系統(tǒng)的虛擬化

隨著設(shè)備變得越來(lái)越強(qiáng)大和無(wú)處不在，移動(dòng)和嵌入式世界都渴望虛擬化技術(shù)。虛擬化為嵌入式計(jì)算的多個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)了許多好處，包括增強(qiáng)的安全性和隔離性、更好的遷移、更快的上市時(shí)間、更高的 CPU 利用率和成本節(jié)約。

移動(dòng)的

隨著智能手機(jī)成為管理人們個(gè)人和工作生活的中心，驅(qū)動(dòng)它們的硬件正迅速變得與臺(tái)式機(jī)和筆記本電腦一樣強(qiáng)大。更強(qiáng)大的硬件等于更高分辨率的內(nèi)容，并為移動(dòng)設(shè)備制造商創(chuàng)造了更好的移動(dòng)能力機(jī)會(huì)。智能手機(jī)制造商已經(jīng)使用虛擬化技術(shù)來(lái)整合硬件并在單個(gè)芯片上運(yùn)行調(diào)制解調(diào)器軟件和 Android，從而將發(fā)展中市場(chǎng)智能手機(jī)的總成本降低到 30 美元。

例如，今天的智能手機(jī)由兩個(gè) CPU 組成：一個(gè)用于通信（2G、3G、LTE），另一個(gè)用于運(yùn)行應(yīng)用程序。這種架構(gòu)是強(qiáng)制性的，以確保編寫不當(dāng)?shù)膽?yīng)用程序或惡意軟件不會(huì)損害蜂窩網(wǎng)絡(luò)的完整性。這兩個(gè)系統(tǒng)經(jīng)過獨(dú)立認(rèn)證，具有不同的基本操作系統(tǒng) （OS） 和生命周期。但是，這也增加了手機(jī)的成本和功耗。借助虛擬化，設(shè)備制造商能夠構(gòu)建基于單個(gè)芯片的超低成本手機(jī)，該芯片運(yùn)行兩個(gè)操作系統(tǒng)（隔離且安全分離），以滿足發(fā)展中市場(chǎng)對(duì)低成本硬件的需求。

汽車

汽車公司越來(lái)越意識(shí)到車內(nèi)技術(shù)驅(qū)動(dòng)的用戶體驗(yàn)的重要性。信息娛樂、導(dǎo)航、遠(yuǎn)程信息處理和后座娛樂系統(tǒng)正在成為高端嵌入式系統(tǒng)，可以不斷更新新的應(yīng)用程序和功能，為汽車制造商提供在汽車的整個(gè)生命周期內(nèi)提供新的娛樂和安全服務(wù)的機(jī)會(huì)。再加上未來(lái)的汽車將始終連接到互聯(lián)網(wǎng)、其他汽車和路邊基礎(chǔ)設(shè)施這一事實(shí)，對(duì)額外計(jì)算能力的需求增加了，同時(shí)需要將開放世界系統(tǒng)與汽車任務(wù)正確隔離-關(guān)鍵的內(nèi)部功能，例如制動(dòng)。

因此，當(dāng)結(jié)合消費(fèi)電子產(chǎn)品和汽車級(jí)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆蛛x，以防止任何惡意軟件或行為不端的應(yīng)用程序訪問汽車的功能。通過在車內(nèi)使用虛擬化，可以整合多個(gè)高端和低端系統(tǒng)以在相同的硬件上運(yùn)行，從而消除數(shù)英里的布線和冗余硬件，從而降低油耗、電池消耗，并最終降低汽車成本——所有這些同時(shí)保持系統(tǒng)安全隔離。

例如，當(dāng)今的汽車制造商及其一級(jí)技術(shù)提供商正在研究在“數(shù)字儀表板”中的同一芯片上運(yùn)行包含導(dǎo)航、多媒體和氣候控制的信息娛樂系統(tǒng)。信息娛樂系統(tǒng)本質(zhì)上是開放的和互聯(lián)網(wǎng)連接的，因此容易受到外部攻擊，而其他關(guān)鍵任務(wù)駕駛儀表系統(tǒng)則不能受到損害。將這兩個(gè)系統(tǒng)安裝在同一臺(tái)嵌入式設(shè)備上，每臺(tái)設(shè)備最多可節(jié)省數(shù)百美元，最終每年可節(jié)省數(shù)千萬(wàn)美元。

機(jī)器對(duì)機(jī)器 （M2M）

在我們互聯(lián)的世界中，本著物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 的精神，越來(lái)越多的設(shè)備正變得“始終連接”和遠(yuǎn)程控制。自動(dòng)售貨機(jī)、電表和水表以及通信設(shè)備——所有這些中小型設(shè)備都已準(zhǔn)備好聯(lián)網(wǎng)，以降低管理成本，實(shí)現(xiàn)更好的維修和控制，并提供創(chuàng)新的消費(fèi)者服務(wù)，如按時(shí)付費(fèi)你去能源消耗。但是，當(dāng)這些系統(tǒng)需要多種功能或必須針對(duì)不同的需求和市場(chǎng)進(jìn)行適當(dāng)定制時(shí)，需要另一個(gè) CPU 芯片或虛擬化來(lái)安全地運(yùn)行多功能軟件堆棧，而不會(huì)產(chǎn)生交叉影響。

例如，M2M 模塊供應(yīng)商通過運(yùn)行調(diào)制解調(diào)器堆棧和應(yīng)用程序堆棧來(lái)使用虛擬化來(lái)降低成本，以使他們的客戶能夠生產(chǎn)應(yīng)用程序，將遺留代碼遷移到更新的芯片和模塊，并維護(hù)不同的生命周期，啟用獨(dú)立的認(rèn)證流程，并提供跨系統(tǒng)容錯(cuò)。

ARM 和虛擬化對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器產(chǎn)生巨大影響

隨著嵌入式世界在功率和功能方面的增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心技術(shù)在低功率和效率方面繼續(xù)增長(zhǎng)也很重要。為此，基于 ARM 的芯片比 x86 芯片更節(jié)能，虛擬化仍然可以發(fā)揮作用，進(jìn)一步優(yōu)化這些系統(tǒng)。

今天的研究人員認(rèn)為，轉(zhuǎn)向基于 ARM 的數(shù)據(jù)中心可以將數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的功耗降低幾個(gè)數(shù)量級(jí)。此外，轉(zhuǎn)向基于 ARM 的架構(gòu)可以使此類服務(wù)提供商能夠定制和微調(diào)他們的產(chǎn)品，直至芯片和電路級(jí)別。這種方法可以產(chǎn)生基于 x86 的系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的硬件/軟件利用率。鑒于虛擬化是現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心技術(shù)的核心元素，這種新型節(jié)能服務(wù)器場(chǎng)將需要虛擬化來(lái)優(yōu)化 CPU 利用率。可以節(jié)省的大量能源使其成為一個(gè)非常引人注目的用例，有能力顛覆整個(gè)服務(wù)器行業(yè)。

未來(lái)是虛擬化的

虛擬化技術(shù)已經(jīng)在數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的系統(tǒng)中廣泛實(shí)施，其他虛擬化方法也在不斷發(fā)展。新服務(wù)和更便宜的“東西”的好處，再加上更高的安全性，將使人們的日常生活變得更好。如果嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員可以從虛擬化對(duì)服務(wù)器技術(shù)的影響中得出任何結(jié)論，那么移動(dòng)虛擬化即將改變嵌入式計(jì)算，成為每一個(gè)小事的一部分——而不是那么小——的一部分。

審核編輯：郭婷