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FMP3+TECS/Rust: Memory-Safe Component Framework for Multiprocessor Embedded Systems
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AI
DOI：10.1109/OJIES.2026.3666358.png)
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摘要
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近年来，嵌入式系统已广泛应用于汽车和物联网（IoT）等众多领域。这些系统规模和复杂性的不断增加，加剧了工业开发环境中对能够同时确保可靠性、可维护性和效率的平台的迫切需求。传统的编程语言，如C和C++，虽然提供高性能，但在内存安全方面存在严重问题，导致出现错误和安全漏洞。相比之下，Rust通过其ownership和borrowing机制在编译时强制执行内存安全，从而实现安全开发，有助于在工业环境中提升代码质量和可维护性。基于组件的开发（CBD）通过功能单元实现模块化，提高了可重用性和结构清晰度，从而便于处理大规模、复杂的工业系统。现代嵌入式应用需要高性能处理和高效能耗，因此越来越多地采用多处理器架构以实现并行执行。本研究提出了一种与Rust兼容的框架，该框架结合了Rust的安全特性与CBD的结构优势，基于TOPPERS嵌入式组件系统（TECSs）和多处理器实时操作系统（RTOS）TOPPERS灵活多处理器配置文件3（FMP3）。该框架通过设计和自动生成代表TECS组件结构的Rust代码，以及优化独占控制同时保持安全性，实现了实践中安全且可重用的CBD。执行时间的评估表明，与多处理器RTOS的集成带来的开销极小，能够实现高效可靠的应用开发。
Keyword:
Component-based development (CBD)
embedded systems
memory safety
multiprocessor
real-time operating systems (RTOSs)
Rust
期刊
I
IF:
4.3
论文数:
1.7K
被引数:
991
机构
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