34 Các h ệthống nhúng t o thành n n t ng cho cái g i là th i kì hạ ề ả ọ ờ ậu PC, trong đó việc x ử
lý thông tin ngày càng chuy n d ch ra xa các h ể ị ệthống toàn PC ti n v các h ế ề ệthống nhúng. S ố lượng ng d ng ngày ứ ụ càng tăng ẫn đế d n nhu c u các công ngh thi t k h ầ ệ ế ế ỗ trợ các h ệ
thống nhúng. Các công ngh và công c hi n t i v n có nh ng h n ch quan tr ng. Ví d , ệ ụ ệ ạ ẫ ữ ạ ế ọ ụ
v n c n các ngôn ng c t tẫ ầ ữ đặ ả ốt hơn, các công cụ sinh mã t ngôn ng c t , các b kiừ ữ đặ ả ộ ểm chứng các điều ki n th i gian, h ệ ờ ệ điều hành th i gian thờ ực, các kĩ thuật thi t k t kiế ế tiế ệm
năng lượng, và các kĩ thuật thi t k dành cho các h thế ế ệ ống có độ tin c y cao. ậ
Ngoài ra, các h ệthống nhúng phải đáp ứng nhi u yêu c u phi chề ầ ức năng như nh g n, ỏ ọ
ràng bu c th i gian th c, hi u su t c a ngu n và các yêu c u v tin c y. R t nhi u mộ ờ ự ệ ấ ủ ồ ầ ề độ ậ ấ ề ục tiêu phải được xem xét trong quá trình thi t k . vì vế ế ậy, đáp ứng được các yêu c u phi chầ ức
năng cũng đã là khó khăn.
Việc th c hi n b o m t trên các h thự ệ ả ậ ệ ống nhúng cũng gặp nh ng khó kữ hănnhất định. B i vì h ở ệthống nhúng là m t h ộ ệthống r t h n ch v tài nguyên nên khi chúng ta thêm vào ấ ạ ế ề
các chức năng bảo m t, hiậ ệu năng của h ệthống có th b ể ịgiảm, tài nguyên c a h ủ ệthống có thể ị b chia s và chi phí c a h ẻ ủ ệ thống có th ể tăng lên. Đôi lúc nó l i làm giạ ảm độ tin c y ậ
c a h ủ ệ thống. Đã có rất nhi u các ti p c n khác nhau v b o m t các h ề ế ậ ề ả ậ ệ thống nhúng. Trong [ ] các tác gi 80 ả trình bày và đánh giá cách thực hi n các thu t toán b o m t trong ệ ậ ả ậ
các h ệ thống nhúng d a trên vi x lý lõi m m MicroBlaze. ự ử ề Tương tự, nhóm tác gi trong ả
[ ] trình bày m t ki81 ộ ến trúc an toàn để qu n lý b o m t trong h ả ả ậ ệ thống nhúng d a trên ự
FPGA. Liên quan đến ph n m m, các nhóm tác gi trong [ ], [ ] xu t gi i pháp bầ ề ả 82 83 đề ấ ả ảo v an toàn khệ ởi động h ệ điều hành nhúng Linux trên FPGA. bĐể ảo vệ nền tảng ph n c ng ầ ứ
c u hình lấ ại được trong h ệthống nhúng, các tác gi trong [ ], ả 32 đã đềxuất m t ki n trúc và ộ ế
m t giao thộ ức an toàn để ậ c p nh t ph n c ng c a h ậ ầ ứ ủ ệthống.
1.4. B o m t bitstream trong hả ậ ệ thống nhúng c u hình lấ ại đƣợc t ng ph n ừ ầ
1.4.1. H ệ thống c u hình lấ ại đƣợ ừc t ng ph n ầ
C u hình lấ ại được t ng ph n là kh ừ ầ ả năng thay đổi m cách linh ho t các kh i logic ột ạ ố
ph n c ng b ng cách c u hình lầ ứ ằ ấ ại các phân vùng tương ứng trên thi t b b ng các t p tin ế ị ằ ậ
bitstream t ng ph n. Công ngh c u hình lừ ầ ệ ấ ại được t ng ph n c a Xilinx cho phép các nhà ừ ầ ủ
thi t k ế ế thay đổi các chức năng của h ệ thống khi đang ch y, lo i b s c n thi t ph i c u ạ ạ ỏ ự ầ ế ả ấ
hình l toàn b h ại ộ ệthống và tái thi t l p các liên kế ậ ết, tăng cường đáng kểhiệu năng của h ệ
thống d a trên FPGA. Vi c s d ng c u hình lự ệ ử ụ ấ ại đượ ừc t ng ph n có th cho phép các nhà ầ ể
thi t k di chuy n các h ế ế ể ệthống đến các thi t b nh ế ị ỏ hơn, giảm năng lượng tiêu th và cụ ải thi n kh ệ ả năng nâng cấp h ệ thống. C u hình l i ấ ạ đượ ừc t ng ph n giúp s d ng tài nguyên ầ ử ụ
35 ph n c ng hi u qu ầ ứ ệ ả hơn bằng cách ch ỉ thực hi n các chệ ức năng cần thi t khi c n và giế ầ ải
phóng nó không còn dùng đến n a. ữ
Với công nghệ cấu hình lại được từng phần, phần cứng của FPGA được thiết kế gần giống như thiết kế phần mềm. Có nghĩa là, nó có thể được thiết kế thành từng mô đun cấu -
hình lại được RM (Reconfigurable Module), và sau đó tổng hợp vào hệ thống. Như được
trình bày trong Hình 1.13, hệ thống cấu hình lại được từng phần dựa trên FPGA bao gồm phần logic tĩnh và ba phân vùng cấu hình lại được RP(Reconfigurable Partition). Ứng với
các phân vùng RP#1, R 2, RP#3, P# ta có thể xây dựng thành tập các mô đun từng phần -
RM1, RM1,RM3 tương ứng. Ví dụ, với tập mô đun - RM1 ta có các mô-đun chức năng IP Core1, IP Core2, IP Core3, và các mô-đun chức năng này có thể được cấu hình vào RP#1 khi hệ thống vẫn đang hoạt động bình thường.