A lightweight virtualization layer with hardware-assistance for embedded systems

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Moratelli, Carlos Roberto
• Orientador(a): Hessel, Fabiano Passuelo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul
• Programa de Pós-Graduação: Programa de P?s-Gradua??o em Ci?ncia da Computa??o
• Departamento: Faculdade de Inform?tica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: SISTEMAS EMBARCADOS (COMPUTADORES); REALIDADE VIRTUAL; PROCESSAMENTO EM TEMPO REAL; INFORM?TICA
• Área do conhecimento CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
• Link de acesso: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7032

O poder de processamento presente nos sistemas embarcados modernos permite a ado??o de t?cnicas de virtualiza??o. Juntamente com os ganhos em redu??o de custo e melhor utiliza??o dos recursos, como por exemplo uma melhor utiliza??o do processador, a virtualiza??o possibilita a co-execu??o de diferentes sistemas operacionais em um processador, sejam eles sistemas operacionais de tempo real (RTOS) e/ou de prop?sito geral (GPOS). A implementa??o da t?cnica de virtualiza??o esta baseada em um m?dulo de software denominado hypervisor. Devido a complexidade de se desenvolver uma nova camada de virtualiza??o especialmente projetada para sistemas embarcados, muitos autores propuseram modifica??es em sistemas de virtualiza??o que s?o largamente empregados em servidores na nuvem para melhor adapta-los ?s necessidades dos sistemas embarcados. Contudo, a utiliza??o de mem?ria e os requisitos temporais de alguns dispositivos embarcados requerem abordagens diferentes daquelas utilizadas em servidores. Al?m disso, a atual tend?ncia de utiliza??o de virtualiza??o nos dispositivos projetados para a internet das coisas (do ingl?s Internet of Things - IoT) aumentou o desafio por hypervisors mais eficientes, em termos de mem?ria e processamento. Estes fatores motivaram o surgimento de diversos hypervisors especialmente projetados para atender os requisitos dos atuais sistemas embarcados. Nesta tese, investigou-se como a virtualiza??o embarcada pode ser melhorada a partir de seu estado atual de desenvolvimento para atender as necessidades dos sistemas embarcados atuais. Como resultado, prop?e-se um modelo de virtualiza??o capaz de agregar os diferentes aspectos exigidos pelos sistemas embarcados. O modelo combina virtualiza??o completa e para-virtualiza??o em uma camada de virtualiza??o h?brida, al?m da utiliza??o de virtualiza??o assistida por hardware. Uma implementa??o baseada neste modelo ? apresentada e avaliada. Os resultados mostram que o hypervisor resultante possui requisitos de mem?ria compat?veis com os dipositivos projetados para IoT. Ainda, GPOSs and RTOS podem ser executados mantendo-se o isolamento temporal entre eles e com o baixo impacto no desempenho.