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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、家電製品などの業界において、リアルタイムかつ決定論的なパフォーマンス、そして多くの場合、安全性とセキュリティ認証を必要とする組み込みシステムでの使用を想定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 ]このRTOSは、32ビットおよび64ビットプロセッサ上で、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 ソフトウェアおよびハードウェアが付属しています。最新リリースである VxWorks 7 では、RTOS がモジュール性とアップグレード性を考慮して再設計され、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 ]
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の拡張機能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の販売権を取得し、ファイルシステムや統合開発環境などを追加することで大幅に機能を強化しました。1987年、 Ready Systemsとの再販契約の終了を予期して、Wind RiverはVxWorks内でVRTXを置き換える独自のカーネルの開発に着手しました。[ 12 ]
2003年にWind Riverの著作権で出版された「Real-Time Concepts for Embedded Systems」[ 13 ] は、RTOSの開発環境、ランタイム設定、およびシステムコールファミリーについて解説しています。Wind Riverの従業員によって執筆され、Wind Riverの会長兼共同創設者であるジェリー・フィドラーが序文を寄せているこの教科書は、RTOSに関する優れたチュートリアルです。（ただし、実務エンジニアが必要とするWind Riverのドキュメントに取って代わるものではありません。）
VxWorksの主なマイルストーンには以下が含まれます。[ 14 ]
VxWorksは、Intelアーキテクチャ、Powerアーキテクチャ、および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で、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、ランタイム コンポーネントと開発ツールのセット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、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++ コンパイラ(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。このシステムには、Workbench 開発スイートや、資産追跡およびホスト サポート用の Intel ツールおよび開発サポート ツールなどの生産性向上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製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に依存しない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 ] 。階層型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、開発者は任意の機能セットのどのバージョンをVxWorksカーネルライブラリに含めるかを選択できます。
VxWorksのオプションの高度なアドオンには、以下のような追加機能が含まれています。
OS の主要機能は次のとおりです。[ 3 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]
2014 年 3 月に Wind River は、拡張性、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、Wind River の VxWorks Web サイトをご覧ください。
VxWorks は、多数のプラットフォームに移植されています。これには、Intel x86ファミリー ( Intel Quark SoC を含む)、[ 22 ] 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ます。VxWorks は、サポートされているすべてのハードウェアと OS の間に標準のボード サポート パッケージ(BSP) インターフェイスを提供します。Wind River の BSP 開発者キットは、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します。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ます。[ 23 ]
組み込みシステム開発でよく見られるように、 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)を使用できる「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」システムで実行す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、強力な開発ツールを使用できます。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。[ 24 ]
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 Marketplace [ 25 ]または引用文献[ 26 ]を参照してください。
VxWorks に付属する Eclipse ベースの Workbench IDE は、開発中の VxWorks ベースのシステムを構成、分析、最適化、デバッグするために使用されます。[ 27 ] Tornado IDE はVxWorks 5.x で使用され[ 28 ] 、 VxWorks 6.x 以降ではEclipseベースのWorkbench IDEに置き換えられました。 [ 24 ] Workbench は、Wind River Linux [ 29 ] 、オンチップデバッグ[ 30 ]、Wind River Diab Compiler 製品ラインの IDE でもあります。VxWorks 7 は Wind River Workbench 4 [ 31 ]を使用しており、Eclipse 4 ベースに更新することで、サードパーティ製プラグインの完全なサポートと使いやすさの向上を実現しています。
Wind River Simics [ 32 ] [ 33 ]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 (ハードウェアとソフトウェア) 全体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、実行履歴を含む完全な仮想システムとその状態全体を共有できます。Simics は、物理的な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より迅速なプロトタイピングを可能にします。[ 34 ]
VxWorksは、航空宇宙・防衛、自動車、ロボットなどの産業機器、家電製品、医療分野、ネットワークなど、幅広い市場分野の製品で使用されています。[ 6 ]また、いくつかの注目すべき製品は、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。[ 35 ]
航空機
2019年7月現在、Armisが発表した論文[ 115 ]では、VxWorks RTOSを使用している20億台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、論理的欠陥など、11の重大な脆弱性が明らかにされています。 [ 116 ]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接続し、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も回避できます。[ 117 ]
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できない。[ 118 ]
Visuality Systems社のVisuality NQ Serverは、組み込みシステム（VxWorksなど）上で動作します。
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