文章目录
前言
1 背景概述
2 专家推荐
3 本书适合谁？
4 内容简介
5 书籍目录
6 权威作者团队
7 粉丝福利
前言
随着物联网设备急剧增长和万物互联应用迅速发展，虚拟化技术成为嵌入式系统焦点。这反映了信息技术迫切需求更高效、灵活和可靠系统。嵌入式系统与虚拟化技术结合标志着跨界创新浪潮。嵌入式系统在资源有限、性能高、实时要求强的环境中运行，而虚拟化技术通过在一台物理机上运行多个虚拟机，实现资源共享与隔离，提高系统整体利用率。这使得嵌入式系统更好地适应多样化应用需求，为物联网提供强有力支持。
在虚拟化技术推动下，嵌入式系统广泛应用，如软件定义汽车驾驶舱，通过虚拟化技术实现功能单元共享，提高系统效率，降低汽车电子系统复杂性，为软件定制和升级提供灵活路径。在工业领域，虚拟化技术成功整合工作负载，提高系统稳定性、可靠性，降低硬件成本和能耗。
嵌入式系统与虚拟化技术结合为物联网时代奠定基础，推动嵌入式系统进化，更好适应各复杂应用场景，为智能、互联社会提供可靠技术基石。随着技术进步和应用深入，这一联姻必将在更多领域展现引领潮流的力量
1 背景概述
为什么嵌入式系统需要虚拟化技术？
虚拟化技术，特别是开源虚拟化技术，已经成为云计算发展的基石，为云时代的繁荣奠定了坚实的基础。然而，随着物联网的迅速发展，虚拟化技术正逐渐渗透到嵌入式系统领域，为这个新兴领域带来了前所未有的机遇和挑战。
首先，嵌入式系统之所以能够支持虚拟化技术，部分原因在于半导体技术的不断发展。摩尔定律的推动使得硬件性能持续提升，成本逐步下降。现代嵌入式SoC（System-on-Chip）的性能已经达到甚至超越了过去服务器的水平。这种性能提升为嵌入式系统提供了足够的计算资源，以支持虚拟化技术的运行，使得同一硬件平台上能够运行多个虚拟机，实现资源的灵活共享。
其次，无处不在的 CPU 多核技术的普及也为嵌入式系统的虚拟化提供了天然的支持。多核处理器的出现使得嵌入式设备能够轻松地运行多个操作系统实例，提高系统的并发性和整体性能。这种并行计算的能力为嵌入式虚拟化提供了强大的基础，使得嵌入式系统能够更加高效地执行各种复杂任务。
第三，不同业务负载的整合和数字化互联的需求也推动了嵌入式系统对虚拟化技术的采用。虚拟化技术可以实现不同业务负载的隔离运行，确保它们互不干扰，从而提高系统的可靠性和稳定性。在数字化互联的时代，嵌入式系统需要更灵活地适应不断变化的工作负载，而虚拟化技术正是为此提供了理想的解决方案。
第四，考虑到硬件成本和整体系统的复杂性，虚拟化技术在嵌入式系统中的应用还能够有效地节约资源。通过在同一硬件平台上运行多个虚拟机，可以减少硬件系统的互连，简化整体架构，降低硬件成本。这对于嵌入式系统来说尤为重要，因为这类系统通常在资源受限的环境中运行。
最后，对于已有软件系统的重用以及整合不同操作系统的需求也是嵌入式虚拟化的驱动因素之一。虚拟化技术使得不同的操作系统能够运行在同一硬件平台上，从而减少了移植工作的复杂性。此外，它还为整合“异构”操作系统（如实时系统和非实时系统、安全系统和非安全系统）提供了便利的手段，为嵌入式系统的设计提供了更大的灵活性。
本书由英特尔开源软件技术中心虚拟化项目组专家撰写。围绕嵌入式虚拟化技术的核心内容介绍了虚拟化基本原理，详细解读了 Linux 基金会开源嵌入式虚拟机 ACRN 技术的架构、原理和应用实现。
本书还特别披露和总结了虚拟化系统的实时性能调优方法和功能安全认证实践。读者可以从第一行代码实现一个x86平台上的“小身材、大能耐”的嵌入式虚拟机。
2 专家推荐
“本书作为英特尔开源软件技术中心的一部力作，尝试在内容和形式上大胆创新。内容上从剖析现有虚拟化技术解决方案及其在嵌入式领域所面临的挑战出发，掀开了嵌入式虚拟化创新解决方案的篇章；形式上不仅图文并茂，还增加了大量开源软件代码解析和应用案例。”
—— 英特尔亚太研发有限公司总经理 谢晓清 博士
“英特尔公司和Linux开源基金会合作的ACRN开源软件，是希望嵌入式虚拟化技术这门技术能够释放出硬件的计算力，激发出更多更酷的应用场景，并给用户带来最终价值。”
—— 英特尔中国软件生态部总经理 李映 博士
3 本书适合谁？
嵌入式虚拟化技术是一门跨领域的交叉技术。其中虚拟化技术涉及操作系统、计算机体系结构等领域的知识，而嵌入式系统的设计和开发经验可以帮助更好理解该技术的特殊性。
本书定位的读者是从事嵌入式领域开发的技术人员，或者任何想了解如何在嵌入式系统上实现虚拟机管理程序的专业人员。
4 内容简介
本书首先介绍虚拟化技术的基本原理，以及 KVM 在云服务器上实现。然后围绕虚拟化技术的核心内容，从 CPU 虚拟化、内存虚拟化、中断虚拟化和设备虚拟化这四个方面，重点介绍了开源嵌入式虚拟机 ACRN 的架构、原理和实现。另外，本书还特别总结了虚拟化系统的实时性能调优方法和功能安全认证实践。最后对嵌入式虚拟化技术的典型应用场景进行了举例分析。
本书作为嵌入式虚拟化技术入门参考书，通过对 ACRN 开源软件的介绍，帮助读者理解虚拟化技术架构，从而开始了解、学习、开发虚拟化软件，掌握嵌入式虚拟化技术并应用于工程实践。
5 书籍目录
第1章 虚拟化技术概述
第2章 虚拟化技术原理
第3章 主流开源虚拟化KVM——原理与实现
第4章 嵌入式虚拟化——ACRN实现
第5章 嵌入式虚拟化——ACRN设备虚拟化
第6章 嵌入式虚拟化——ACRN使用
第7章 嵌入式虚拟化——实时性能优化
第8章 嵌入式实时操作系统
第9章 嵌入式虚拟化赋能功能安全
第10章 应用案例——智能数控系统和数字孪生
第11章 应用案例——机器视觉和机器控制的负载整合
第12章 应用案例——自主移动机器人
第13章 应用案例——软件定义的驾驶舱
6 权威作者团队
本书写作小组团队成员是来自英特尔亚太研发有限公司的技术专家们。他们在虚拟化领域、嵌入式领域、工业领域沉浸和工作多年，具有丰富的理论和实践经验。
7 粉丝福利
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