背景：混合關鍵性系統
在嵌入式場景中，雖然 Linux 已經得到了廣泛應用，但并不能覆寫所有需求，例如高實時、高可靠、高安全的場合。這些場合往往是實時作業系統的用武之地。有些應用場景需要 Linux 的管理能力、豐富的生态又需要實時作業系統的高實時、高可靠、高安全，那麼一種典型的設計是采用一顆性能較強的處理器運作 Linux 負責富功能，一顆微控制器 / DSP / 實時處理器運作實時作業系統負責實時控制或者信号處理，兩者之間通過 I/O、網絡或片外總線的形式通信。這種方式存在的問題是，硬體上需要兩套系統、內建度不高，通信受限與片外實體機制的限制如速度、時延等，軟體上 Linux 和實時作業系統兩者之間是割裂的，在靈活性上、可維護性上存在改進空間。
受益于硬體技術的快速發展，嵌入式系統的硬體能力越來越強大，如單核能力不斷提升、單核到多核、異構多核乃至衆核的演進，虛拟化技術和可信執行環境（TEE）技術的發展和應用，未來先進封裝技術會帶來更高的內建度等等，使得在一個片上系統中（SoC）部署多個 OS 具備了堅實的實體基礎。
同時，受應用需求的推動，如物聯網化、智能化、功能安全與資訊安全等等，整個嵌入式軟體系統也越發複雜，全部由單一 OS 承載所有功能所面臨的挑戰越來越大。解決方式之一就是不同系統負責各自所擅長的功能，如 Windows 的 UI、Linux 的網絡通信與管理、實時作業系統的高實時與高可靠等，而且還要易于開發、部署、擴充，實作的形式可以是容器、虛拟化等。
面對上述硬體和應用的變化，結合自身原有的特點，嵌入式系統未來演進的方向之一就是 「混合關鍵性系統（MCS，Mixed Criticality System）」 , 這可以從典型的嵌入式系統 —— 汽車電子的最近發展趨勢略見一斑。
「圖 1」openEuler Embedded 中的混合關鍵性系統大緻架構
從 openEuler Embedded 的角度，混合關鍵性系統的大緻架構如圖 1 所示，所面向的硬體是具有同構或異構多核的片上系統，從應用的角度看會同時部署多個 OS / 運作時，例如 Linux 負責系統管理與服務、1 個實時作業系統負責實時控制、1 個實時作業系統負責系統可靠、1 個裸金屬運作時運作專用算法，全系統的功能是由各個 OS / 運作時協同完成。中間的「混合部署架構」和「嵌入式虛拟化」是具體的支撐技術。關鍵性（Criticality）狹義上主要是指功能安全等級，參考泛功能安全标準 IEC-61508，Linux 可以達到 SIL1 或 SIL2 級别，實時作業系統可以達到最高等級 SIL3；廣義上，關鍵性可以擴充至實時等級、功耗等級、資訊安全等級等目标。
在這樣的系統中，需要解決如下幾個問題：
- 「高效地混合部署問題」：如何高效地實作多 OS 協同開發、內建建構、獨立部署、獨立更新。
- 「高效地通信與協作問題」：系統的整體功能由各個域協同完成，是以如何高效地實作不同域之間高效、可擴充、實時、安全的通信。
- 「高效地隔離與保護問題」：如何高效地實作多個域之間的強隔離與保護，使得出故障時彼此不互相影響，以及較小的可信基（Trust ComputeBase）。
- 「高效地資源共享與排程問題」：如何在滿足不同目标限制下（實時、功能安全、性能、功耗），高效地管理排程資源，進而提升硬體資源使用率。
對于上述問題，openEuler Embedded 的目前思路是 「混合關鍵性系統 = 部署 + 隔離 + 排程」 ，即首先實作多 OS 的混合部署，再實作多 OS 之間的隔離與保護，最後通過混合關鍵性排程提升資源使用率，具體可以映射到 「混合部署架構」 和 「嵌入式虛拟化」 。混合部署架構解決 「高效地混合部署問題」 和 「高效地通信與協作問題」 ，嵌入式虛拟化解決 「高效地隔離與保護問題」 和 「高效地資源共享與排程問題」 。
多 OS 混合部署架構
openEuler Embedded 中多 OS 混合部署架構的架構圖如下所示，引入了
開源架構 OpenAMP [1]
作為基礎，并結合自身需要進一步創新。
「圖 2」多 OS 混合部署架構的基礎架構
在上述架構中，libmetal 提供屏蔽了不同系統實作的細節提供了統一的抽象，virtio queue 相當于網絡協定中的 MAC 層提供高效的底層通信機制，rpmsg 相當于網絡協定中的傳輸層提供了基于端點（endpoint）與通道 (channel）抽象的通信機制，remoteproc 提供生命周期管理功能包括初始化、啟動、暫停、結束等。
在 openEuler Embedded 22.03 中，內建了 OpenAMP 相關支援，并與 openEuler 的
SIG Zephyr [2]
合作實作了 openEuler Embedded 與實時作業系統
Zephyr [3]
在 QEMU 平台上的混合部署，具體可以參考
多 OS 混合部署 Demo [4]
在此基礎上，openEuler Embedded 的混合部署架構還會繼續演進，包括對接更多的實時作業系統，如國産開源實時作業系統
RT-Thread [5]
，實作如圖 3 所示的多 OS 服務化部署并适時引入基于虛拟化技術的嵌入式彈性底座。
「圖 3」 多 OS 服務化部署架構
在上述多 OS 服務化部署架構中，openEuler Embedded 是中心，主要對其他 OS 提供管理、網絡、檔案系統等通用服務，其他 OS 可以專注于其所擅長的領域，并通過 shell、log 和 debug 等通道與 Linux 豐富而強大維測體對接進而簡化開發工作。
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