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极术小姐姐 · 2021年12月13日

Arm SystemReady计划进展:启用软件‘Just works’的系统

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魏东,Standards Architect and Fellow, Arm

Arm于2020年10月在开发者峰会(DevSummit)宣布启动SystemReady认证计划,该计划得到了来自数据中心生态系统的广泛合作伙伴的支持,并且与针对边缘计算和物联网的Cassini项目计划保持一致。SystemsReady 提供了一套正式的计算平台定义,涵盖从云到物联网和边缘等一系列系统,帮助软件在充满活力、多样化的基于 Arm 的硬件生态系统中无缝工作。它提供基础认证计划。
SystemsReady划分为一组档位,其中包含适合不同设备和市场的规格组合。

Arm SystemReady当前的档位:

• SystemReady SR
SystemReady SR 是专为满足服务器或工作站 Arm 片上系统上运行的 Windows、VMware、Linux 和 BSD等操作系统的需求而量身定制的。它确保部署和维护标准固件接口。Arm SystemReady SR档针对于通用的现成的操作系统,支持在新硬件上运行老操作系统,反之亦然。
• SystemReady ES
SystemReady ES 设计旨在满足嵌入式Arm 片上系统 上的运行 Windows、VMware、Linux 和 BSD等操作系统的需求。它确保部署和维护标准固件接口。ES 档针对于通用的现成的操作系统,支持在新硬件上运行老操作系统,反之亦然。
• SystemReady IR
SystemReady IR是专为满足运行在嵌入式Arm 片上系统上的Linux 和 BSD 操作系统的需要而量身定做的。这些 片上系统 由主线 Linux 支持。它确保部署和维护标准固件接口,并同时针对自定义操作系统(Yocto、OpenWRT、Buildroot)和预构建操作系统(Debian、Fedora、SUSE)。在此博客中了解有关SystemReady IR的更多信息。
• SystemReady LS
SystemReady LS是专为满足在服务器 Arm 片上系统 上使用 LinuxBoot 固件的需要而量身定做的。它确保部署和维护标准固件接口,并 瞄准超大规模用户的Linux 环境。 我们正在与我们的合作伙伴合作,确定LS档的要求

规格和测试套件

Arm SystemReady计划的基础是一套新的系统架构标准。特别地,基础系统架构 (BSA),它为操作系统成功启动提供了一套最低硬件要求。相应的最低固件界面要求集称为基本启动要求 (BBR)。我们还提供特定的细分市场的 BSA 补充,例如服务器行业的 SBSA 补充。通过选择这些规格中的不同组合或配方,以使能SystemReady计划中不同的档位,能够适用于不同的系统类型和细分市场。此外,基本启动安全要求 (BBSR) 规范提供安全启动和安全固件更新的要求。

我们正在与合作伙伴合作,制定关于CXL在Arm上的集成和设计文档,以提供指导于构建片上系统,该片上系统将CXL合规系统和启动要求体现于通用的现成的操作系统上。这将是未来 SBSA 和 BBR 规格中 CXL 要求的先导。

这些规范是与系统架构咨询委员会的合作伙伴一起制定的。这包括由芯片供应商、操作系统供应商、IP 提供商、原始设备制造商(OEMs)、原始设计制造商(ODMs)、独立固件供应商、独立硬件供应商(IHVs)、独立软件开放商(ISV) 和云服务提供商组成的 50 多家公司。

此外,SystemReady需求规范记录了每个SystemReady划分档位的认证要求。此规范还定义了认证豁免政策和认证流程。我们打算一年两次更新这一规范,分别在每年的4月和10月。

企业架构合规套件 (Enterprise ACS) 旨在测试服务器是否符合 BSA/SBSA 规范和 BBR 规范中的 SBBR 配方。它仍然用于认证SystemReady SR 的服务器和工作站。此外,新的SystemReady ACS 现已可用于认证SystemReady IR和 ES 的设备。最终,这个新的 ACS 还将涵盖SystemReady SR 认证。
请注意,我们仍在努力在 BBR 规范中定义 LBBR 配方以及系统准备要求规范中SystemReady LS 档的要求。

解决主要的 BSA 合规问题

在遵守SystemReady要求方面,现有嵌入式 Arm 片上系统存在一些常见问题:

我们面临的最大问题是,没有符合 PCIE增强配置访问机制 (ECAM)的硬件实现供操作系统使用以列举 PCIE设备。除非针对每个片上系统的补丁得到主线 Linux 或其他 操作系统的支持,否则我们不可能实现使软件Just works的愿景。因此,Arm 与合作伙伴合作创建了 Arm PCIE 配置空间访问的固件接口规范。这为无法支持 ECAM 的 片上系统 提供了标准的SMC接口(PCIE基础规范允许)作为来访问PCIE配置空间。Arm 已为树莓派 4 设备中的可信固件-A 和 tianocore EDK2 以及 Linux 内核开发了补丁,以支持这些 SMC 接口。VMware 和 NetBSD 现在支持这些 SMC 接口。

“我们很高兴能够支持Arm SystemReady生态系统,并与 Arm和 Arm社区密切合作,推动非服务器Arm平台的更大标准化。正是由于这个原因,我们支持 Arm PCIE 配置空间访问固件的接口规范,以更好地支持这些设备。” —— Kit Colbert, CTO, VMware Cloud。

UART 是另一个主要问题。Arm通用 UART 和 16550 UART 都符合 BSA 要求,但目前最安全的选择是前者(例如 PL011)。我们尚未发现任何片上系统集成了完全合16550的第三方IP。其他问题包括唤醒计时器、看门狗计时器、USB 主机控制器、中断控制器和 MSI 支持。解决这些问题的最佳方式是通过硅前合规性测试。

硅前合规性测试

Arm SystemReady硅前合规性测试是设计片上系统合规 BSA 从而合规SystemReady的关键。硅前测试程序是SystemReady过程的一个组成部分,而不是一个选项或认证本身。它使芯片合作伙伴能够设计符合 BSA的 片上系统,这些片上系统一旦制造完成就定义明确的和低风险的路径使其成为SystemReady。

Arm 加强了与 EDA公司(如 Cadence 和 Synopsys)的合作,将合规性测试集成到各种硅前环境中。我们现在正与数量有限的初始合作伙伴接触,在分拆前测试芯片,降低风险和成本,并计划明年更广泛地进行商业推广。

安全接口扩展

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Arm SystemReady 提供了安全接口扩展(SIE),它提供了一种证明安全启动和安全固件更新正确实现的方法,符合基本启动安全要求 (BBSR) 规范的规定。 由于我们现在已经发布了 BBSR 的 ACS,我们可以启动程序来认证SystemReady SIE 的系统。SIE 可以与SystemReady IR、ES 和 SR 档一起跟进,如果这些档下的认证已经获得,则可以作为独立档进行跟踪。

SystemReady认证过的设备
去年10月,当我们宣布Arm SystemReady计划时,我们推出了两个初始系统认证:
• Ampere Mt Jade platform for SystemReady SR
• Raspberry Pi 4 Model B for SystemReady ES
今年以来,我们一直与许多合作伙伴合作,并荣幸地认证了二十多个新系统,这些认证是在全部三个可用SystemReady档位上,具体如下:

SystemReady SR
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• Avantek Ampere Altra Server 2U Mt Jade •
• Avantek Ampere Altra Server 2U Mt Snow NVMe
• Gigabyte Mt Snow
• Gigabyte R152-P30

SystemReady SR
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• HawkeyeTech HK-6010
• Marvell OCTEON TX2 CN9130 DB
• NXP LS1046A FRWY
• NXP LS1046A RDB
• NXP LX2160A RDB
• Raspberry Pi 400
• Solidrun CEx7 CN9132 Eval BoardSolidrun HoneyComb LX2 Workstation
• Solidrun MACCHIATObin Double Shot

SystemReady IR
此外,自今年早些时候SystemReady IR ACS 测试套件推出以来,我们现在正在认证SystemReady IR的第一个系统。在过去四个月中,我们与合作伙伴密切合作,并荣幸地在IR档认证了以下设备:
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• Advantech RSB-3720
• Compulab IOT-GATE-iMX8
• Lenovo Leez P710 Gateway
• NXP i.MX8M Mini EVK
• NXP i.MX8M Nano EVK
• NXP I.MX8M Plus EVK
• NXP I.MX8M Quad EVK
• Pine64 RockPro64
• Raspberry Pi 4 Model B
• Raspberry Pi 400
• Rockchip Toybrick TB- Toybrick TB-RK3399ProD

我们很高兴这一成就,这得益于我们在整个行业和整个生态系统中获得的大力支持。我们有更多的设备的认证工作在进行中。 我们还在加入一组测试实验以扩展认证流程。

SystemReady合作伙伴

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总结

最后,Arm 非常自豪能够与雄心勃勃的生态系统合作,推动基于基础架构标准的快速扩展的 Arm SystemReady认证计划。BSA 为操作系统成功启动提供了一套最低硬件要求,而 BBR 则提供了相应的最低固件接口要求。此外,我们还提供系统特定的标准,使一组能够根据计划从云到边缘进行合规认证。

自去年推出该计划以来,我们取得了巨大的进展,发布了IR 的 ACS,从而开始IR认证 (参见Grant 的博客),更新了 BBSR 规范和安全接口扩展,定义了该计划的硅前合规性方面,最重要的是,在所有三档下认证了二十多个设备,现在自豪地使用 SystemReady 认证印章,并列在我们的网站合作伙伴部分。

对于未来,我们计划开始为这些设备(包括安全启动和固件更新)进行安全接口扩展认证。

Arm SystemReady 是Cassini项目的一部分,Cassini是针对于边缘和物联网市场的新方案,旨在打造以标准、安全和参考实现为三大支柱的无缝的云原生体验。这也是最近宣布的SOAFEE汽车市场倡议的基础。

您可以在我们的网站上了解更多有关SystemReady的信息。
www.arm.com/systemready-certification-program

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