組込みシステム用コンテナとは、インフラストラクチャに依存しない実行環境でのアプリケーションのデプロイと実行を可能にするソフトウェアテクノロジーです。軽量で分離されたランタイム環境を提供するため、アプリケーションを簡単にパッケージ化し、複数のプラットフォームを切り分けることができます。組込みコンテナは基本的に仮想化レイヤとして機能し、アプリケーションを基盤となるオペレーティング システムから分離し、その実行に必要なすべての依存関係が解決された形で提供されます。

組込みシステム用コンテナの利点：

• アプリケーションの移植性： アプリケーションとその依存関係をコンテナにパッケージ化することで、互換性の問題を気にせずに、アプリケーションをさまざまなアーキテクチャや環境にデプロイすることが容易になります。この移植性は、アプリケーションを複数のオペレーティングシステムまたはハードウェア構成で実行できる必要があるシナリオで特に役立ち、クロスプラットフォーム開発の効率的なソリューションになります。
• リソースの分離：組込みシステム用コンテナを使用すると、アプリケーションがサンドボックス環境で実行できるようになり、CPU、メモリ、ストレージなどの独自のリソースが割り当てられ、セキュリティと安定性が向上します。さらに、組込みシステム用コンテナではリソースの割り当てを制御できるため、開発者はアプリケーションの要件に基づいて各コンテナに特定の量のリソースを割り当てることができます。
• スケーラビリティと管理性：コンテナを使用すると、アプリケーションを簡単に複製して複数のノードに分散できるため、水平スケーリングが可能になります。これは、アプリケーションの需要が増加するにつれて、追加のワークロードを効率的に処理するためにコンテナを追加できることを意味します。コンテナ化された組込みワークロードは集中管理および監視機能を活用し、管理者がコンテナ化されたアプリケーションのデプロイ、スケーリング、監視を簡単に調整および制御できるようにします。
• モジュール化、分離されたアーキテクチャ：アプリケーションは、それぞれが独自のコンテナ内で実行される、より小さな独立したサービスに分割できます。このマイクロサービスアーキテクチャでは、1つのサービスに加えられた変更が他のサービスに影響を与えないため、コードの保守性と柔軟性が向上します。これにより、チームがさまざまなサービスに同時に取り組むことができ、より協力的で効率的な開発プロセスを促進できるようになります。

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仮想マシン(VM)は、物理コンピュータシステムのソフトウェア仮想化であり、複数のオペレーティング システムとアプリケーションを1台のハードウェア上で同時に実行できるようにします。CPU、メモリ、ストレージ、ネットワークインターフェイスなどの仮想化されたハードウェアコンポーネントを含む、完全で独立した環境を提供します。各VMは基盤となるハードウェアから独立して動作するため、効率的なリソースの割り当てが可能になり、ハードウェアの使用率が最大化されます。

仮想マシンの利点：

• プラットフォームの独立性のサポート:VMは、基盤となるハードウェアを抽象化することにより、アプリケーションをさまざまなオペレーティングシステムやハードウェア構成で実行できるようにします。これにより、環境ごとに専用の物理マシンを用意することなく、さまざまなプラットフォームでソフトウェアをテスト、デプロイすることができます。また、同じハードウェア上で、レガシーなオペレーティング環境と最新のものを並行して実行できるようになります。
• 強力な分離とセキュリティ：各VMはパッケージ化された独自の環境で実行され、アプリケーションとオペレーティングシステムが相互に干渉するのを防ぎます。分離されていることにより、1つのVM内の潜在的な脆弱性や悪意のあるアクティビティによるシステム全体への影響が制限され、セキュリティが強化されます。また、VMは（VMをホストするOSがその機能を有していれば）簡単に以前の状態に戻したり、スナップショットすることができるため、頻繁な変更や実験が必要なテストや開発環境に最適です。
• スケーラビリティと柔軟性：抽象化されたハードウェアレイヤにより、VMのクローン作成やプロビジョニングがオンデマンドで容易に行えるため、リソースの迅速な拡張が可能です。スケーラビリティにより、企業は大規模なハードウェア投資を行うことなく、変化するワークロード需要に対応することができます。さらに、VMはサービスを中断することなく物理マシン間で移行できるため、リソース管理に柔軟性をもたらし、効率的な負荷の分散を可能にします。
• 効率的な統合とリソースの利用：単一の物理的な組込みシステム上で複数のVMを実行することで、企業はハードウェアインフラストラクチャを最適化し、必要な物理デバイスの数を減らし、消費電力、冷却、およびメンテナンスに関連するコストを削減できます。組込み機器のリソース制約を考慮すると、VMには物理的に利用可能なリソースよりも多くの仮想化リソースを割り当てることができ、高いリソース利用率を実現できます。

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組込みシステム用コンテナと仮想マシンは、どちらもアプリケーションの効率的な実行を可能にするテクノロジーですが、組込み環境におけるそれぞれのパフォーマンスには明確な違いがあります。

• 抽象化レベル： 組込みシステム用コンテナは、アプリケーションレベルで動作します。アプリケーションとその依存関係を内包した環境をパッケージ化し、互換性の問題なしにさまざまなプラットフォーム上で実行できるようにします。対して、仮想マシンはハードウェアレイヤ全体を抽象化し、仮想化されたハードウェアコンポーネントで完全なコンピュータシステムをエミュレートします。これにより、単一の物理マシン上で複数のオペレーティングシステムとアプリケーションを同時に実行することができます。
• リソース利用とオーバーヘッド：組込みシステム用コンテナはリソースの利用効率が高いです。基盤となるホストオペレーティングシステムのカーネルを共有し、オペレーティングシステムの複数のインスタンスを実行するオーバーヘッドを削減します。軽量で起動時間が短いため、迅速なスケーリングとデプロイが可能です。一方、仮想マシンは完全なハードウェアコンポーネントをエミュレートする必要があるため、リソースのオーバーヘッドが大きくなります。各VMは独自のオペレーティングシステム・インスタンスを必要とするため、メモリとCPUの要件が高くなります。
• 分離のレベル：コンテナはプロセスレベルの分離を提供し、アプリケーションがそれぞれのサンドボックス環境内で独立して実行できるようにします。しかし、コンテナは同じホストオペレーティングシステムとランタイムを共有するため、適切に設定されていないとセキュリティの脆弱性が生じる可能性があります。仮想マシンはハードウェアレイヤ全体を抽象化するため、より強力な分離を提供します。各仮想マシンは独自のオペレーティングシステムを実行するため、脆弱性が1つのOSに影響しても、他のOSに影響することがありません。
• 移植性： コンテナはアプリケーションの移植性に優れています。アプリケーションの実行に必要なすべての依存関係と構成をパッケージ化し、異なる環境やプラットフォーム間で容易に管理またはオーケストレーションできるため、一貫した動作が保証されます。仮想マシンは、ゲストオペレーティングシステムレベルではプラットフォームに依存しませんが、異なる仮想化テクノロジーやコンフィギュレーション間の互換性を確保するための追加ステップが必要になります。異なるハイパーバイザや仮想化プラットフォーム間でのVMの移行は、より複雑になる可能性があります。

アプリケーションに特有の要件、必要な分離レベル、プラットフォーム依存の必要性によりどちらを選択するかを決定するべきです。

VxWorks

VxWorks^®は、コンテナによるアプリケーションのデプロイメントをサポートする世界初かつ唯一のリアルタイムオペレーティングシステム（RTOS）です。VxWorksは、最新のイノベーションを構築できる実績が豊富な信頼性の高いテクノロジーを基盤として、新しいソフトウェアプラクティスのデプロイを可能にする環境を提供します。また、認証要件のない動的な環境から、アビオニクス、インダストリアルなどの厳密に規制された静的アプリケーションまで、クリティカルなインフラストラクチャ開発のニーズに対応するさまざまなオプションを提供します。VxWorksは、自動車業界で見られるような、安全認証アプリケーションと非認証アプリケーションの混在を必要とするシステム向けに設計されています。

VxWorksの最新リリース版にはOpen Container Initiative (OCI)準拠のコンテナのサポートが含まれており、従来のITライクな技術を利用して、決定論とパフォーマンスを犠牲にすることなく、インテリジェントなエッジソフトウェアをより良く、より速く開発、デプロイすることができます。

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Wind River Helix Virtualization Platform

Wind River^® Helix^™ Virtualization Platformは、マルチOSで重要度が異なるアプリケーションが混在する、安全認証を取得したマルチコア、マルチテナントプラットフォームです。航空宇宙、防衛、産業、自動車、医療市場において、マルチOSで重要度が異なるアプリケーションが混在する環境を、単一エッジのコンピューティングソフトウェアプラットフォームに統合し、設計の簡素化、セキュリティ確保、将来性の確保を実現します。

Wind River Helix Virtualization Platformは、実績と信頼性のある環境を提供します。最新のイノベーションを実現するための実績が豊富な信頼性の高いテクノロジーという強固かつ柔軟な基盤の上に、新しいソフトウェアプラクティスを採用できる環境を提供します。Wind River Helix Virtualization Platformは、クリティカルなインフラストラクチャの開発ニーズに対してさまざまなオプションを提供しており、認証要求のない高度にダイナミックな環境から、航空電子機器や産業用などの高度に規制された静的アプリケーションまで対応できます。また、自動車などの安全認証アプリケーションと非認証アプリケーションを混在させる必要のあるシステムにも対応しています。

Helix Virtualization Platformは、さまざまな要件に応じた柔軟な選択肢と、将来の要件に対応する適応性を提供します。

主要な利点：

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Wind River Linux

Wind River Linuxは、アップストリームのYoctoプロジェクトベースの最も広く採用されている商用組込みLinuxディストリビューションです。Wind River Linuxは、お客様のアプリケーション特有の要件に合わせて、カスタムOSの構築に通常伴う複雑さをなくし、Linux OSのカスタマイズを可能にします。Wind River Linuxはオープンソースで、無償でダウンロードできるほか、継続的な特典を提供する商用サブスクリプションを利用することもできます。これには、トレーニングや長期的な技術サポート、継続的な脅威の監視とセキュリティの更新、ソリューションのグローバルな輸出のためのコンプライアンスとドキュメンテーションのサポートなどが含まれます。

Wind River LinuxではKVMハイパーバイザが利用可能で、仮想化機能を提供し、仮想マシンの管理を可能にします。また、DockerやKubernetesなどの開発・オーケストレーションフレームワークをサポートするコンテナ技術も含まれています。Open Container Intiative(OCI)に準拠し、Docker互換でありながらDockerよりも軽量で小フットプリントなため、組込みシステムに不可欠なニーズを満たすことができます。Yocto Project互換のクロスアーキテクチャコンテナ管理フレームワークを提供するWind River Linuxは、組込み開発者のコンテナ利用を容易にし、加速化します。.

Wind River Linuxのコンテナ技術は、実績のある組込みの専門知識を活用し、Cloud Native Computing Foundation (CNCF) とYocto Project のコンポーネントを統合して、組込みシステム向けにコンテナを構築およびデプロイするための包括的なフレームワークを定義しています。ウインドリバーで開発され、GitHubで利用可能なこのテクノロジーは、事実上あらゆるプロセッサアーキテクチャとオーケストレーション環境をサポートします。

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