ports iWave VxWorks sur Xilinx UltraScale+

Le développeur et intégrateur de systèmes iWave Systems a publié un package de support de carte VxWorks (BSP) pour son système sur modules Xilinx UltraScale+ MPSoC.

VxWorks convient aux applications embarquées qui nécessitent des performances déterministes en temps réel et nécessitent également une certification de sûreté et de sécurité dans des secteurs tels que la médecine, l'aérospatiale, la robotique et l'infrastructure réseau.

La combinaison de VxWorks - un système d'exploitation en temps réel de premier plan de Wind River - sur le Zynq UltraScale+ MPSoC fournit une base pour une application informatique haute performance sécurisée, permettant l'évolutivité, la sécurité et la fiabilité requises pour les applications critiques. iWave a déclaré que VxWorks 21.03 était désormais porté sur son système sur module iW-RainboW-G30M, alimenté par le MPSoC ZU 4/5/7.

Le nouveau BSP contribue à renforcer la sûreté, la sécurité et la modularité du MPSoC Zynq UltraScale+ dans les réseaux industriels (réseau sensible au temps), les équipements de test et de mesure de haute précision, l'imagerie médicale et l'avionique. Les applications critiques pour la sécurité telles que l'automobile, le contrôle moteur industriel et l'avionique doivent également avoir des niveaux de fiabilité et d'intégrité de sécurité (ASIL) élevés, pour lesquels il est nécessaire d'atténuer les erreurs logicielles et de mettre en œuvre une redondance pour avoir une meilleure tolérance aux pannes matérielles ; c'est là que la combinaison de VxWorks et UltraScale+ MPSoC est une solution idéale.

La série Zynq UltraScale+ MPSoC offre une évolutivité de processeur 64 bits tout en combinant un contrôle en temps réel avec des moteurs logiciels et matériels pour le traitement graphique, vidéo, de forme d'onde et de paquets. Ces systèmes adaptatifs sur puce (SoC) complètent la disponibilité depuis une décennie des processeurs à noyau souple et d'autres propriétés intellectuelles souples (IP) pour la construction de systèmes sur des FPGA. Les SoC adaptatifs sont donc particulièrement utiles lorsque des performances élevées sont requises pour une partie d'un algorithme pouvant être implémenté dans le matériel à l'aide de techniques parallèles ou en pipeline (ou une combinaison).

VxWorks pour l'embarqué en temps réel

VxWorks est idéal pour les applications embarquées dures en temps réel car il s'agit d'un RTOS préemptif déterministe, basé sur la priorité avec une faible latence et une gigue minimale, avec quelques fonctionnalités comme ci-dessous :

• Connectivité et communications riches  : VxWorks dispose de piles IPv4 et IPv6 robustes qui sont également compatibles avec la mise en réseau sensible au temps (TSN), garantissant des communications en temps réel et la livraison de paquets dans un délai ou une latence limité sur un réseau Ethernet commuté

• Modularité et robustesse  :des capacités faciles à choisir et à adapter selon les besoins, en changeant les modules uniquement si nécessaire.
• Système de fichiers tolérant aux pannes  : VxWorks prend en charge le système de fichiers hautement fiable (HRFS) de Wind River pour la tolérance aux pannes et la récupération des opérations en cas d'erreur et d'arrêt du système, ainsi qu'un système de fichiers dosFS compatible FAT.
• Prise en charge de systèmes d'exploitation mixtes  : VxWorks prend en charge la communication avec d'autres systèmes d'exploitation dans un environnement mixte à l'aide d'OpenAMP, permettant aux développeurs de créer des fonctionnalités interactives dans VxWorks en temps réel et dans d'autres environnements non temps réel.

• Multimédia :VxWorks prend en charge de nombreuses bibliothèques graphiques standard, telles que OpenGL, OpenGL ES, OpenCV et Vulkan, et des bibliothèques qui gèrent les images JPEG et PNG.
• Sécurité :VxWorks intègre un ensemble étendu et en constante évolution de capacités de sécurité qui permet aux développeurs de répondre à des exigences de sécurité rigoureuses et de faire face aux menaces de sécurité, du démarrage à la mise hors tension. Quelques fonctionnalités sécurisées incluent le renforcement du noyau, la cryptographie, le pare-feu, TPM 2.0, les données et la configuration sécurisées.

La valeur de l'architecture MPSoC Zynq UltraScale+ réside dans l'intégration étroite de sa logique programmable avec le système de traitement, avec les points forts suivants :

• Traitement hétérogène  : Plusieurs moteurs de traitement permettent l'optimisation des fonctions dans l'ensemble d'une application, avec du matériel programmable offrant des performances et une gestion de la sécurité supplémentaires.
• Codec vidéo H.264/H.265 intégré  : les appareils Zynq UltraScale+ EV incluent un codec vidéo capable d'encoder et de décoder simultanément à faible latence jusqu'à une résolution de 4K à 60 images par seconde.
• Sécurité accrue et plusieurs niveaux de sécurité.
• Traitement, E/S et bande passante mémoire supérieurs.

L'approche SOM permet l'évolutivité

L'approche SOM pour les SoC FPGA permet en outre une plus grande évolutivité pour les applications finales en termes de densité logique, d'E/S FPGA et de nombre de voies d'émetteur-récepteur. Par exemple, une architecture de conception de carte porteuse bien conçue peut couvrir les ports d'E/S système pour plusieurs produits finaux allant du Xilinx Zynq MPSoC UltraScale+ ZU4 avec 192K cellules logiques au ZU19 avec 1,1 million de cellules logiques. De plus, l'approche SOM permet la migration vers des solutions SoC de nouvelle génération sans modifier l'architecture mécanique du produit.