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如何使嵌入式系统安全可靠?


嵌入式系统是基于微处理器的计算机系统,通常内置于一个系统或产品中,具有专门的操作作用。换句话说,嵌入式系统是我们使用的所有设备、我们驾驶的汽车、我们乘坐的飞机和我们乘坐的火车背后隐藏的 "智能"。

嵌入式系统不是像台式电脑、服务器和其他类似的计算领域那样由独立的部件组成,而是被封闭在产品中,包括完整的硬件和软件。

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什么是嵌入式系统?如何使嵌入式系统安全可靠?

嵌入式系统是如何使用的?

嵌入式系统的有趣之处在于其应用的广泛性。它们的范围从智能家居设备的小型控制器到飞机上的航空电子系统,再到构成我们电信网络的大型网络交换机。这也使得它们在设计和开发方面具有挑战性。预期产品的约束条件影响着嵌入式硬件和软件的性能范围。

嵌入式系统无处不在,但对大多数消费者来说相对陌生。现代汽车有多达1亿行的代码,其中大部分不在信息娱乐系统中。现代汽车的许多软件和硬件都在控制和监测现代功能的各种微控制器和发动机控制单元中。

嵌入式系统架构

如上所述,嵌入式系统由硬件和软件组成。它们通常用于既需要感知环境中的物理事物又需要控制某些事物以做出响应的应用中。

一个简单的例子是带有嵌入式恒温控制器的 HVAC 系统。这样的系统将感应室温并启动暖气或空调。它可能需要通过网络接口进行某种形式的通信,并在 LCD 屏幕(人机界面或 HMI)上显示温度。

下面是嵌入式系统架构的一个简单示例:

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嵌入式系统的另一个独特之处在于使用微控制器架构。与台式机或服务器系统不同,微控制器通常在单个芯片上具有所有 RAM、ROM 和 I/O。这些控制器通常具有与传感器和执行器交互以及与网络和其他通信设备集成所需的 I/O 功能。

嵌入式系统的应用

嵌入式系统的应用不胜枚举,但明显的高知名度的例子包括:

  • 拯救生命的设备,如心脏起搏器
  • 关键应用,如飞机上的飞行控制和自动驾驶辅助系统
  • 运行小工具和智能家居设备的软件
  • 智能手机、平板电脑、智能手表和智能电视都是嵌入式系统

下面是更多运行在嵌入式系统上的应用。

  • 工业自动化
  • 核电站、发电和配电的指挥和控制
  • 维持经济运行的电力、热能和照明
  • 火车、飞机和汽车中的安全关键性软件
  • 用于互联网和电信业务的电信塔、枢纽、交换机和路由器
  • 复杂的武器装备、战斗机、坦克和导弹的核心是嵌入式系统

事实上,世界上生产的98%的微处理器都用于嵌入式系统。

如何使嵌入式系统安全可靠?

确保嵌入式系统安全和可靠的唯一方法是通过测试。更确切地说,是通过在整个开发生命周期中进行严格的验证和确认。这包括在软件开发之前,在早期需求分析中,以及一直到生命结束。

在安全问题备受关注的行业中,有一些特定的标准必须遵循,包括以下内容:

  • Automotive (ISO 26262)
  • Aviation (DO-178C)
  • Medical devices (IEC 62304)
  • Industrial automation (IEC 61508)
  • Railway (EN 50128)
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Parasoft是一家专门提供软件测试解决方案的公司,帮助企业打造无缺陷的软件。

从开发到质量检查,Parasoft的技术通过集成静态和运行时分析,单元、功能和API测试,以及服务虚拟化,在不牺牲质量和安全性的情况下加快软件交付,节约交付成本。

强大的报告和分析功能可帮助用户快速查明有风险的代码区域,并了解新代码更改如何影响其软件质量,而突破性的技术将人工智能和机器学习添加到软件测试中,使组织更容易采用和扩展跨开发和测试团队的有效的软件测试实践。

Parasoft针对C/C++、Java、.NET和嵌入式的开发测试都有着30多年的深入研究,很多全国500强企业使用Parasoft的产品实现了软件快速、高质量的交付。


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