許多現(xiàn)代防御系統(tǒng)可以從運(yùn)行實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）中受益。在非對(duì)稱(chēng)多處理平臺(tái)上將 OS-9 與 Windows 或 Linux 相結(jié)合需要現(xiàn)代多核處理器，例如英特爾的處理器。在AMP上運(yùn)行的虛擬機(jī)管理多個(gè)環(huán)境。

軍方需要在緊湊的戰(zhàn)場(chǎng)系統(tǒng)中提供更多的計(jì)算功能，以提高其戰(zhàn)術(shù)能力。嵌入式設(shè)備中使用的新型多核處理器提供更多功能，提高系統(tǒng)性能，并在更低的溫度下運(yùn)行。多核操作環(huán)境引入了一種新的軟件范例，其中通用和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序需要同時(shí)運(yùn)行。這個(gè)新平臺(tái)將傳統(tǒng)工作站和嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)合并到一個(gè)設(shè)備上。它降低了硬件成本，降低了功耗，并提高了系統(tǒng)可靠性。從軟件角度來(lái)看，多核環(huán)境提供了一個(gè)高效的平臺(tái)來(lái)創(chuàng)建重用現(xiàn)有軟件的混合應(yīng)用程序。

在此平臺(tái)范式中，Windows 和 Linux 通用處理操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在不同的內(nèi)核上運(yùn)行，以創(chuàng)建新的混合、多處理環(huán)境。傳統(tǒng)上，此環(huán)境作為通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接的獨(dú)立系統(tǒng)存在，以管理前端實(shí)時(shí)控制和后端數(shù)據(jù)管理任務(wù)。借助多核，多處理環(huán)境在片上完成，以支持實(shí)時(shí)和通用

應(yīng)用之間更快、更可靠的數(shù)據(jù)傳輸。在每個(gè)處理內(nèi)核上使用軍用認(rèn)可的POSIX軟件標(biāo)準(zhǔn)可創(chuàng)建一個(gè)同質(zhì)環(huán)境，從而進(jìn)一步提高開(kāi)發(fā)軟件的可移植性和重用性。

多處理環(huán)境中的小型化

多核為戰(zhàn)場(chǎng)系統(tǒng)增加了功能。需要收集大量的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)來(lái)指導(dǎo)嵌入式

系統(tǒng)的行動(dòng)，使操作員能夠控制設(shè)備，并收集數(shù)據(jù)用于遠(yuǎn)程中央辦公室后端處理。這結(jié)合在單個(gè)多核平臺(tái)上，以支持實(shí)時(shí)和一般過(guò)程應(yīng)用。更小外形的 COTS 板（如 COM Express、Mini-ITX、MicroTCA 和 PC/104-Plus）利用多核，并在更小的硬件占用空間內(nèi)支持此功能。

除了小型化之外，混合多核環(huán)境（圖 1）還實(shí)現(xiàn)了非對(duì)稱(chēng)多處理（AMP），支持多個(gè)操作系統(tǒng)的并發(fā)操作。這可以通過(guò)多核硬件虛擬化技術(shù)和軟件機(jī)器監(jiān)視器或虛擬機(jī)監(jiān)控程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)時(shí)和通用進(jìn)程操作系統(tǒng)通過(guò)虛擬背板相互通信，在正在運(yùn)行的進(jìn)程之間提供數(shù)據(jù)和

消息傳遞。這是一個(gè)高效的虛擬環(huán)境，用戶(hù)可以利用它來(lái)加速實(shí)時(shí)和非

實(shí)時(shí)任務(wù)的集成。

圖1：多核實(shí)時(shí)和通用嵌入式系統(tǒng)

例如，用戶(hù)可以利用可用的 Linux 和Windows 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，通過(guò)通用操作系統(tǒng)訪問(wèn)非時(shí)間關(guān)鍵型 I/O。通過(guò)使用公開(kāi)可用的通用代碼并收集所需數(shù)據(jù)以饋送到 RTOS，用戶(hù)可以節(jié)省數(shù)周的代碼開(kāi)發(fā)時(shí)間。關(guān)鍵的實(shí)時(shí)任務(wù)可以專(zhuān)用于 RTOS，后臺(tái)任務(wù)可以專(zhuān)用于通用操作系統(tǒng)。帶有AMP的多核系統(tǒng)使其適用于嵌入式系統(tǒng)。

一個(gè)示例多核軍事應(yīng)用可以有一個(gè)無(wú)人移動(dòng)設(shè)備或機(jī)器人，向具有RTOS的操作員提供未爆彈藥的實(shí)時(shí)視頻。移動(dòng)設(shè)備還可以收集其他數(shù)據(jù)，以便根據(jù)存儲(chǔ)在通用操作系統(tǒng)（如Windows或Linux）上的通用數(shù)據(jù)庫(kù)上的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行處理。操作員將控制無(wú)人機(jī)器人解除可疑設(shè)備的武裝。在這種情況下，需要實(shí)時(shí)和通用操作系統(tǒng)來(lái)完成任務(wù)。

互操作性的 POSIX 要求

POSIX 標(biāo)準(zhǔn) （POSIX 1003.1-2003） 創(chuàng)建于 1991 年，旨在使編寫(xiě)到該標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序能夠在操作系統(tǒng)之間互操作。武器系統(tǒng)通用作戰(zhàn)環(huán)境（陸軍）、通用集成基礎(chǔ)設(shè)施（空軍）和開(kāi)放系統(tǒng)架構(gòu)（海軍）都采用了POSIX，以確保前后軟件兼容性。

混合多核環(huán)境中的 POSIX 支持在通用和實(shí)時(shí)應(yīng)用程序之間提供了通用規(guī)則，可以更輕松地針對(duì)任一平臺(tái)創(chuàng)建和測(cè)試。最初為 Linux 創(chuàng)建的內(nèi)容可能更適合在 RTOS 下運(yùn)行。在真正的多處理環(huán)境中同時(shí)存在這兩個(gè)操作系統(tǒng)提供了這種靈活性。

支持多核實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

OS-9 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)已配置為在英特爾酷睿雙核處理器上與 Windows 或 Linux 配合使用。該配置利用VirtualLogix VLX機(jī)器監(jiān)視器在操作系統(tǒng)之間提供虛擬化。OS-9 和 Windows/Linux 獨(dú)立執(zhí)行、共享內(nèi)存、共享I/O 并通過(guò)虛擬環(huán)境進(jìn)行通信（參見(jiàn)圖 1）。對(duì)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)資源的請(qǐng)求由直接在多核硬件上運(yùn)行的 VLX 虛擬機(jī)集中管理。

艾睿電子利用OS-9實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，VirtualLogix VLX機(jī)器監(jiān)視器和Fedora Linux創(chuàng)建了一個(gè)多核混合系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)環(huán)境?？梢栽诩傻?C開(kāi)發(fā)環(huán)境中創(chuàng)建和調(diào)試新的混合實(shí)時(shí)和通用應(yīng)用程序。

審核編輯：郭婷