甚麼是ACRN

ACRN 是一款專為物聯網（IoT）和邊緣計算系統設計的輕量級虛擬機管理程式（VMM）。它直接運行在裸機硬體上，提供快速啟動、靈活配置及多作業系統的虛擬化支持。ACRN 的設計重點在於 實時性、安全性 及 低效能開銷，並透過開源平台進行優化，簡化嵌入式開發過程。

 

ACRN 支援 資源分區技術，確保不同工作負載之間的相互隔離，並能在統一硬體平台上運行多個虛擬機，以滿足不同應用需求。其 ACRN 設備模型 (Device Model, DM) 包含豐富的 I/O 中介器，並支援非類比設備的直通訪問，確保低延遲與時間敏感的應用需求。

 

ACRN 適用於 攝影機、音訊、圖形、儲存和網路等嵌入式應用，廣泛應用於 工業、汽車和零售 等領域，使其成為現代 IoT 與邊緣計算解決方案的理想選擇。

 

ACRN 架構圖

 

ACRN優點

a. 高效能虛擬化
ACRN 採用 微型虛擬機監控器 (Hypervisor) 設計，相比傳統的虛擬化技術，開銷較小，能夠提供接近裸機的效能。這對於 實時應用 至關重要，因為延遲與性能瓶頸可能會影響嵌入式應用的運行。

 

b. 實時操作系統支持
ACRN 支援 多個操作系統並行運行，包括 實時操作系統 (RTOS) 和 通用操作系統 (如 Linux、Windows)，使開發者可以在同一硬體平台上運行不同應用，提高資源利用率。

 

c. 輕量化與靈活性
由於 ACRN 針對 嵌入式與 IoT 設備的特殊需求，其內存與 CPU 資源管理效率極高，能夠在有限硬體資源下運行多個虛擬機，降低成本。

 

d. 開源和社群支持
ACRN是 開源項目，可依據具體需求進行 定制與擴展。活躍的社群提供大量文檔與技術支持，幫助開發者解決問題。

 

e. 隔離性與安全性
ACRN 提供 虛擬機間的隔離機制，確保不同應用互不干擾，提高系統穩定性與安全性，特別適用於 多應用共存環境。

 

ACRN應用場景

ACRN在眾多嵌入式和IoT領域的應用中展現出色的性能。以下是一些典型的實際應用場景：

a. 工業自動化
ACRN 支援 實時監控與控制，可將 控制與數據處理任務隔離，降低硬體資源需求並確保即時響應。

 

b. 邊緣計算
ACRN 在 邊緣設備上可同時運行多種應用與服務，提供低延遲與即時響應能力，適用於 智慧製造與智慧城市。

 

c. 網絡設備
ACRN 能夠 虛擬化網絡設備，提高 資源利用率 並 降低成本，確保網絡流量的高效處理。

 

使用ACRN設定(建置時間約4-8 小時)

 

步驟 1：選擇硬體和場景
ACRN 提供三種VMs: 預先啟動的虛擬機器、服務虛擬機、用戶虛擬機器

 

步驟2：準備開發計算機
Ubuntu 作業系統

 

步驟 3：生成板設定檔
ACRN 虛擬機器管理程式原始碼中的Board Inspector Tool可以幫助您在目標系統上產生板設定檔。

 

步驟 4：產生場景設定檔和啟動腳本
ACRN 設定工具可讓您透過開發電腦上的圖形使用者介面 (GUI) 設定場景設定匯入步驟3的設定檔案。

 

步驟 5：建置 ACRN
ACRN 虛擬機器管理程式原始碼提供了一個 makefile 來建置 ACRN 虛擬機器管理程式二進位檔案和相關元件。在make指令中你需要指定你的板設定檔和場景設定檔。建置通常需要幾分鐘。

 

步驟 6：安裝並執行 ACRN
最後一步是對目標系統配置進行最後的更改，然後啟動 ACRN。用戶虛擬機器已成功啟動。您已完成此 ACRN 設定。

 

結論

ACRN 作為 輕量級、開源 的虛擬化技術，提供 高效能、低延遲、多 OS 支持，在 自駕車、智慧家居、工業自動化 等領域有廣泛應用。透過 簡單的操作界面與管理工具，開發者可輕鬆部署與維護 ACRN 環境，實現 高效可靠的虛擬化解決方案。

ACRN支援硬體：Bartlett Lake、Raptor Lake 、Alder Lake 、Tiger Lake、Whiskey Lake、Apollo Lake、Elkhart Lake。

硬體驗證機台清單：https://projectacrn.github.io/latest/reference/hardware.html

參考網址 : https://projectacrn.org/
參考資料文件Intel 783570_ACRN_Based_Virtualization-Solution_Reference_Image_Build_Guide_1p6

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