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 VxWorks 7 起動画面 | |
| 開発者 | ウインドリバー（アプティブの完全子会社） |
|---|---|
| OSファミリー | リアルタイムオペレーティングシステム |
| 作業状態 | 現在 |
| 初回リリース | 1987年 |
| 最新リリース | VxWorks 7 24.03 / 2024年2月27日 |
| マーケティングターゲット | 組み込みシステム |
| プラットフォーム | x86、x86-64、MIPS、PowerPC、SH-4、ARM、RISC-V |
| カーネルタイプ | モノリシック |
| ライセンス | 独自 |
| 公式サイト | Winddriver.com/products/vxworks |
VxWorksは、Aptivの子会社であるWind River Systemsが独自ソフトウェアとして開発したリアルタイムオペレーティングシステム（RTOS）です。1987年に初めてリリースされたVxWorksは、航空宇宙、防衛、医療機器、産業機器、ロボット工学、エネルギー、輸送、ネットワークインフラストラクチャ、自動車、民生用電子機器などの業界で、リアルタイムで確定的なパフォーマンスと、多くの場合安全性とセキュリティの認証を必要とする組み込みシステムでの使用を目的として設計されています。[1]
VxWorksは、 AMD / Intelアーキテクチャ、POWERアーキテクチャ、ARMアーキテクチャ、RISC-Vをサポートしています。[2] RTOSは、 32ビットおよび64ビットプロセッサ上のマルチコア非対称マルチプロセッシング（AMP）、対称マルチプロセッシング（SMP）、混合モード[3]およびマルチOS（タイプ1ハイパーバイザ経由）[4]設計で使用できます。[5]
VxWorksには、カーネル、ミドルウェア、ボードサポートパッケージ、Wind River Workbench開発スイート、補完的なサードパーティ製ソフトウェアとハードウェアが付属しています。最新リリースのVxWorks 7では、モジュール性とアップグレード性を考慮してRTOSが再設計され、OSカーネルがミドルウェア、アプリケーション、その他のパッケージから分離されています。[6]スケーラビリティ、セキュリティ、安全性、接続性、グラフィックスが改善され、モノのインターネット（IOT）のニーズに対応しています。[7] [8] [9]
歴史
VxWorksは1980年代後半に、Ready Systemsが販売していたVRTX [10]と呼ばれるシンプルなRTOSの機能強化セットとして始まりました（1995年にMentor Graphicsの製品になりました）。[11] Wind RiverはVRTXの配布権を取得し、ファイルシステムや統合開発環境などを追加して大幅に機能強化しました。 1987年、 Ready Systemsによる再販業者契約の終了を予想して、Wind RiverはVxWorks内でVRTXを置き換える独自のカーネルの開発を進めました。[12]
2003 年に Wind River の著作権で出版された「組み込みシステム向けリアルタイム コンセプト」[13] では、RTOS の開発環境、ランタイム設定、システム コール ファミリについて説明しています。Wind River の社員によって執筆され、Wind River の会長兼共同創設者である Jerry Fiddler が序文を書いたこの教科書は、RTOS に関する優れたチュートリアルです。(ただし、現役のエンジニアが必要とする Wind River のドキュメントに代わるものではありません。)
VxWorksの重要なマイルストーンには以下のものがある: [14] [検証失敗]
- 1980 年代: VxWorks が 32 ビット プロセッサのサポートを追加しました。
- 1990 年代: VxWorks 5 が、ネットワーク スタックを備えた最初の[引用が必要] RTOS になります。
- 2000 年代: VxWorks 6 はSMPをサポートし、派生的な業界固有のプラットフォームを追加しました。
- 2010年代: VxWorksは64ビット処理のサポートを追加し[5]、2016年にはIoT向けのVxWorks 7を導入しました。[15]
- 2020年代: VxWorksは、 Mars 2020着陸船への電力供給機能を含むサポートの更新と追加を続けています。[16]
プラットフォームの概要
VxWorksは、Intelアーキテクチャ、Powerアーキテクチャ、ARMアーキテクチャをサポートしています。このRTOSは、32ビットおよび64ビットプロセッサ上のマルチコア非対称マルチプロセッシング（AMP）、対称マルチプロセッシング（SMP）、混合モード[5]、およびマルチOS（タイプ1ハイパーバイザ経由）[4]設計で使用できます。
VxWorksは、一連のランタイムコンポーネントと開発ツールで構成されています。ランタイムコンポーネントは、オペレーティングシステム（UPおよびSMP、32ビットおよび64ビット）、アプリケーションサポート用ソフトウェア（ファイルシステム、コアネットワークスタック、USBスタック、プロセス間通信）、およびハードウェアサポート（アーキテクチャアダプタ、プロセッササポートライブラリ、デバイスドライバライブラリ、およびボードサポートパッケージ）です。[5] VxWorksのコア開発ツールは、Diab、 GNU、Intel C++ Compiler （ICC）などのコンパイラとそのビルドおよび構成ツールです。システムには、Workbench開発スイートなどの生産性ツールや、資産追跡およびホストサポート用のIntelツールと開発サポートツールも含まれています。[5]
このプラットフォームは、さまざまなサードパーティのソフトウェアとハードウェアをサポートする、モジュール式でベンダー中立のオープンシステムです。OSカーネルはミドルウェア、アプリケーション、その他のパッケージとは分離されているため、 [8]バグ修正や新機能のテストが容易になります。[15]階層化されたソースビルドシステムの実装により、任意のスタックの複数のバージョンを同時にインストールできるため、開発者はVxWorksカーネルライブラリに含める機能セットのバージョンを選択できます。
VxWorks のオプションの高度なアドオンは、次のような追加機能を提供します。
- モノのインターネット (IoT) に存在するデバイスとデータを保護するための高度なセキュリティ機能
- 信頼性の高いアプリケーション統合を可能にする高度な安全パーティショニング
- リアルタイムの高度なビジュアルエッジ分析により、VxWorksベースのデバイスで遅延なくリアルタイムで自律応答が可能になります。
- Javaアプリケーションの導入を可能にする最適化された組み込みJavaランタイムエンジン
- リアルタイム組み込み型タイプ1ハイパーバイザーによる仮想化機能
特徴
OSのコア機能は以下のとおりです。[3] [17] [18] [19]
- プリエンプティブおよびラウンドロビンスケジューリングと高速割り込み応答を備えたマルチタスクカーネル
- ネイティブ 64 ビット オペレーティング システム (サポートされている 64 ビット アーキテクチャはx86-64のみです)。データ モデル: LP64
- メモリ保護メカニズムによって他のユーザーモードアプリケーションやカーネルから分離されたユーザーモードアプリケーション（「リアルタイムプロセス」、またはRTP）
- SMP、AMP、混合モードマルチプロセッシングのサポート
- エラー処理フレームワーク
- Bluetooth、USB、CAN プロトコル、Firewire IEEE 1394、BLE、L2CAP、Continua スタック、ヘルス デバイス プロファイル
- 優先度継承を備えたバイナリ、カウント、および相互排他 セマフォ
- ローカルおよび分散メッセージキュー
- ユーザーモード実行環境におけるPOSIX PSE52認定準拠[要出典]
- ファイルシステム: 高信頼性ファイルシステム (HRFS)、FATベースのファイルシステム (DOSFS)、ネットワークファイルシステム(NFS)、および TFFS
- IPv6 Ready Logo 認定を受けたデュアルモードIPv6ネットワーク スタック
- リアルタイムプロセス（RTP）、エラー検出とレポート、IPCを含むメモリ保護
- TIPC と Wind River マルチ OS IPC を使用したマルチ OS メッセージング
- シンボリックデバッグ
2014年3月、ウインドリバーはスケーラビリティ、セキュリティ、安全性、接続性、グラフィックス、仮想化を重視したVxWorks 7を発表しました。[9] [15] [20]以下はリリース7のアップデートの一部です。[1] [5] [6] [9]詳細については、ウインドリバーのVxWorks Webサイトをご覧ください。
- 各層のコードを個別に更新できる階層型ビルドシステムを使用した、モジュール式のコンポーネント化されたアーキテクチャ
- VxWorks マイクロカーネル (20 KB ほどの小さなフル RTOS)
- デジタル署名モジュール（X.509）、暗号化、パスワード管理、実行時のユーザーの追加/削除機能などのセキュリティ機能
- デフォルトのパスワードハッシュアルゴリズムとしてのSHA-256ハッシュアルゴリズム
- ベクターグラフィックスとTilconユーザーインターフェイス（UI）を使用したヒューマンマシンインターフェイス
- グラフィカル ユーザー インターフェイス (GUI): OpenVGスタック、Open GL、Tilcon UI、フレーム バッファー ドライバー、EV 開発インターフェイス
- VxWorks Source Build VSB プロジェクトと VxWorks Image プロジェクトの構成インターフェイスが更新されました
- Telnet、SSH、FTP、rlogin デーモンに使用される単一の認証制御
- BluetoothおよびSocketCANプロトコルスタックとの接続
- MIPC ファイルシステム (MFS) と MIPC ネットワークデバイス (MND) の組み込み
- Wind River MACsec、Wind River の IEEE 802.1A 実装、 L2TP 経由のポイントツーポイント プロトコル(PPP)、仮想ローカル エリア ネットワーク(VLAN) 経由の PPP、Diameter セキュア キー ストレージなど、64 ビット サポートを備えたネットワーク機能
- 新しいシステム分析ツールを備えた、VxWorks 7 統合開発環境向けの新しい Wind River Workbench 4
- Wind River Diab コンパイラ 5.9.4、Wind River GNU コンパイラ 4.8、Intel C++ コンパイラ 14、Intel Integrated Performance Primitives (IPP) 8
ハードウェアサポート
VxWorksは数多くのプラットフォームに移植されている。これにはIntel x86ファミリー（Intel Quark SoCを含む）、[21] MIPS、PowerPC（およびBAE RAD）、Freescale ColdFire、Intel i960、SPARC、Fujitsu FR-V、SH-4、および密接に関連するARM、StrongARM、xScale CPUファミリーが含まれる。VxWorksは、サポートされているすべてのハードウェアとOS間の標準ボードサポートパッケージ（BSP）インターフェイスを提供する。Wind RiverのBSP開発キットは、共通のアプリケーションプログラミングインターフェイス（API）と、リアルタイムオペレーティングシステム開発のための安定した環境を提供する。VxWorksは、wolfSSLなどの一般的なSSL/TLSライブラリによってサポートされている。[22]
開発環境
組み込みシステム開発では一般的ですが、VxWorks ではクロスコンパイルが使用されます。開発は、エディタ、コンパイラ ツールチェーン、デバッガ、エミュレータを含む統合開発環境(IDE)が使用できる「ホスト」システムで行われます。その後、ソフトウェアは「ターゲット」システムで実行できるようにコンパイルされます。これにより、開発者は、より制限されたハードウェアをターゲットにしながら、強力な開発ツールで作業することができます。VxWorks は、次のホスト環境とターゲット ハードウェア アーキテクチャを使用します。[23]
- サポートされているターゲットアーキテクチャとプロセッサファミリ
VxWorksは、ARM、Intel、Powerアーキテクチャ、RISC-Vアーキテクチャなど、さまざまなターゲットアーキテクチャをサポートしています。[2]最新のターゲットアーキテクチャプロセッサとボードサポートパッケージについては、VxWorksマーケットプレイス[24]または引用を参照してください。[25]
VxWorksに付属するEclipseベースのWorkbench IDEは、開発中のVxWorksベースのシステムの構成、分析、最適化、デバッグに使用されます。[ 26] Tornado IDEはVxWorks 5.x [27]で使用され、 VxWorks 6.x以降ではEclipseベースのWorkbench IDEに置き換えられました。 [23] Workbenchは、Wind River Linux [28]、オンチップデバッグ、[29]、およびWind River Diab Compiler製品ラインのIDEでもあります。VxWorks 7はWind River Workbench 4 [30]を使用します。これはEclipse 4ベースに更新され、完全なサードパーティ製プラグインのサポートと使いやすさの向上を提供します。
Wind River Simics [31] [32]は、VxWorks と互換性のあるスタンドアロンのシミュレーションツールです。ターゲットシステム全体 (ハードウェアとソフトウェア) をシミュレートして、ソフトウェア開発用の共有プラットフォームを作成します。複数の開発者が完全な仮想システムとその状態 (実行履歴を含む) を共有できます。Simics は、物理プロトタイプの代わりに仮想プロトタイプを使用することで、早期かつ継続的なシステム統合と迅速なプロトタイピングを可能にします。[33]
注目すべき用途
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VxWorksは、航空宇宙・防衛、自動車、ロボットなどの産業、家電、医療分野、ネットワークなど、幅広い市場分野の製品に使用されています。[6]いくつかの注目すべき製品も、オンボードオペレーティングシステムとしてVxWorksを使用しています。[34]
航空宇宙および防衛
- 宇宙船
- 火星2020探査車[35]
- 火星探査機[ 36]
- 火星探査機キュリオシティとしても知られる火星科学実験室
- NASAの火星探査車（ソジャーナ、スピリット、オポチュニティ）[36]
- ディープ・スペース・プログラム・サイエンス・エクスペリメント（DSPSE）は、クレメンタイン（宇宙船）としても知られています。 [37]クレメンタインは1994年に打ち上げられ、スタートラッカーと画像処理アルゴリズムを担当するMIPSベースのCPU上でVxWorks 5.1を実行していました。当時、宇宙船に搭載された商用RTOSの使用は実験的であると考えられていました[要出典]
- フェニックス火星着陸機[38]
- ディープインパクト宇宙探査機[ 39]
- 火星探査機パスファインダー[40]
- NASAの木星探査機ジュノー[41]
航空機
- アグスタウェストランド プロジェクトゼロ[42]
- ノースロップ・グラマンX-47B無人戦闘航空システム[43]
- エアバスA400M輸送機[44]
- BAEシステムズ社製トルネード高度レーダー表示情報システム（TARDIS）は英国空軍のトルネードGR4航空機に使用されている[45]
- ロッキード・マーティンRQ-170センチネルUAV [46] [信頼できない情報源? ]
- ボーイング787 [47]
- 宇宙望遠鏡
- フェルミガンマ線宇宙望遠鏡（FGST）[48]
- ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡[49]
- その他
- 欧州静止衛星航法オーバーレイシステム（EGNOS）[50]
- サンディア国立研究所の頑丈な携帯型通信装置、TacNet Tracker [51]
- BAEシステムズSCC500TMシリーズ赤外線カメラコア[52]
- バルコCDMS-3000次世代制御ディスプレイ管理システム[53]
自動車
- 東芝先進運転支援システム（ADAS）向け画像認識SoC TMPV75シリーズ[54]
- ボッシュモータースポーツレースカーテレメトリーシステム[55]
- ヒュンダイモービスIVIシステム[56]
- マニエティ・マレリのテレメトリロガーとGENIVI準拠のインフォテインメントシステム[57]
- BMW iDrive 2.0 (2003-2008) [36]
- シーメンスVDO自動車ナビゲーションシステム[58]
- ルノートラック T、K、Cトラックのほとんどの電子制御ユニット。
- 欧州フォルクスワーゲン RNS 510ナビゲーション システム
家電
- アップル エアポートエクストリーム[36]
- AMX NetLinxコントローラ（NI-xx00/x00）[59] [60]
- ブラザープリンター
- Droboデータストレージロボット[61]
- ホンダロボットASIMO [62]
- Linksys WRT54Gワイヤレスルーター（バージョン5.0以降）[36]
- MacroSystem Casablanca-2 デジタル ビデオ エディター (Avio、Kron、Prestige、Claro、Remmee、Solitaire)
- モトローラのDCT2500インタラクティブデジタルセットトップボックス[63]
- モバイルテクニカMobbyTalkおよびMobbyTalk253電話機[64]
- ReplayTV家庭用デジタルビデオレコーダー[65]
産業
- 産業用ロボット
- ABB産業用ロボット[66]
- コマウのC5Gロボットプロジェクト[67]
- KUKA産業用ロボット[68]
- ストーブリ産業用ロボット[69]
- 安川電機の産業用ロボット[70]
- Comau Robotics SMART5産業用ロボット[71]
- テストと測定
- Teledyne LeCroy WaveRunner LT、WaveRunner2LT、WavePro 900オシロスコープシリーズ[72]
- テクトロニクスTDS、DPO、MSOシリーズオシロスコープ[73]
- ヘキサゴンメトロロジー GLOBAL シルバー座標測定機（CMM）[74]
- 交通機関
- コントローラー
- バッハマンM1コントローラーシステム[77]
- インベンシスフォックスボロPACシステム[78]
- ナショナルインスツルメンツ CompactRIO 901x、902x 907xコントローラ[79]
- エマソン分散制御システムコントローラ
- AMXはシステムデバイスを制御します
- 実験物理学と産業制御システム（EPICS）[80]
- ボッシュ・レックスロス工業用締め付け制御システム[81]
- MCE iBoxエレベーターコントローラー[82]
- Rockwell Automation PLC - ControlLogix、CompactLogix、各種通信カード、サーボドライブ
- シュナイダーエレクトリック産業用コントローラ
- B&Rオートメーション ランタイム
- ストレージシステム
- 2011年以前にLSI Corporation /Engenioによって設計され、現在はNetAppによって設計された外部RAIDコントローラ。NetApp E / EFシリーズおよびOEMアレイなどのRDACクラスアレイで使用されています。
- 富士通ETERNUS DX Sx 統合データストレージアレイ ファミリー
- イメージング
- 東芝eBridgeベースの複写機シリーズ[83]
- その他
- MA LightingのGrandMAフルサイズおよびライトコンソール[84]
医学
- バリアンメディカルシステムズ トゥルービーム- 癌治療用放射線治療装置[85]
- オリンパス株式会社の外科用ジェネレータ[86]
- BDバイオサイエンスFACSCount HIV/AIDSモニタリングシステム[87]
- Fedegari Autoclavi SpA Thema4 プロセス コントローラー[88]
- シロナデンタルシステムズ：CEREC口腔外X線CAD/CAMシステム[89]
- ゼネラル・エレクトリック・ヘルスケア：CT および MRI スキャナー
- Carl Zeiss Meditec :ハンフリー フィールド アナライザーHFA-II シリーズ
- フィリップスMRIスキャナおよびCアーム放射線機器[90]
ネットワークと通信インフラストラクチャ
- アルクーンネットワークセキュリティアプライアンス[91]
- Ubee InteractiveのAirWalk EdgePoint [92]
- Kontron の ACTA プロセッサ ボード[93]
- QQTechnologiesのQQSG [94]
- ファーウェイの通信機器の大部分はVxWorksを使用している[95]
- BroadLightのGPON/PON製品[96]
- シロンサテライトコミュニケーションズのインタースカイ
- スカイパイロットのスカイゲートウェイ、スカイエクステンダー、スカイコントロール[97]
- Raptor Network TechnologyのEtherRaptor-1010 [98]
- シーメンスのCPG-3000およびCPX-5000ルーター[99]
- ノキアソリューションズアンドネットワークスFlexiPacketシリーズマイクロ波エンジニアリング製品[100]
- Acme Packet Net-Netシリーズのセッションボーダーコントローラ[101]
- Alcatel-Lucent IP Touch 40x8 IP デスクフォン
- アバイアERS8600 [102]
- アバイアIP400 オフィス
- Cisco CSS プラットフォーム
- Cisco ONSプラットフォーム
- Ciena共通フォトニック レイヤー
- Dell PowerConnectスイッチはBroadcomを搭載しているが、Linuxプラットフォームで動作する最新のPCT8100は除く[103]
- Ericsson SmartEdgeルーター（SEOS 11はNetBSD 3.0とVxWorks for Broadcom BCM1480バージョン5.5.1カーネルバージョン2.6を実行）[104]
- ヒューレット パッカード HP 9000 Superdome Guardian サービス プロセッサ
- ヒルシュマン EAGLE20 産業用ファイアウォール[105]
- HughesNet /Direcway 衛星インターネット モデム
- Mitel NetworksのMiVoice Business（旧Mitel Communications Director（MCD））、3300 ICPメディアゲートウェイ、SX-200およびSX-200 ICP [106]
- モトローラソリューションズMCD5000 IP デスクセット システム
- モトローラSB5100 ケーブルモデム
- SEM、NC、OM、その他のラインを含むモトローラケーブル ヘッドエンド機器
- Nortel CS1000 PBX (旧 Nortel Meridian 1 (オプション 11C、オプション 61C、オプション 81C))
- ノーテルパスポート[107]
- ラドウェアオンデマンドスイッチ[108]
- Samsung DCSおよびOfficeServシリーズPBX [109]
- SonicWALLファイアウォール[110]
- Thuraya SO-2510 衛星電話および ThurayaModule [111]
- ラドビジョン3G通信機器[112]
- 3com NBX電話システム[113]
- Zhone Technologiesアクセス システム
- Oracle EAGLE STP システム
TCP の脆弱性と CVE パッチ
2019年7月現在、Armis [114]が発表した論文では、VxWorks RTOSを使用する20億以上のデバイスに影響を与える、リモートコード実行、サービス拒否、情報漏洩、論理的な欠陥など、11の重大な脆弱性が明らかになりました。 [115]この脆弱性により、攻撃者は脆弱性を利用して内部ネットワークにトンネルし、プリンター、ラップトップ、その他の接続されたデバイスをハッキングすることができます。この脆弱性はファイアウォールを回避することもできます。[116]
このシステムは多くのミッションクリティカルな製品で使用されており、その多くは簡単にパッチを適用することができませんでした。[117]
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外部リンク
- 公式サイト