Intel entwickelt eine neue Architektur für die Universal Scalable Firmware (USF), die darauf abzielt, die Entwicklung aller Komponenten des Firmware-Software-Stacks für verschiedene Gerätekategorien zu vereinfachen, von Servern bis hin zu Systemen auf einem Chip (SoC). USF bietet Abstraktionslevel, die es ermöglichen, die Logik der Low-Level-Hardwareinitialisierung von den Plattformkomponenten zu trennen, die für die Konfiguration, Firmware-Updates, Sicherheit und das Laden des Betriebssystems verantwortlich sind. Der Entwurf der Spezifikation und die Implementierung der typischen Elemente der USF-Architektur sind auf GitHub verfügbar.
USF verfügt über eine modulare Struktur, die nicht an spezifische Lösungen gebunden ist und die Nutzung verschiedener bestehender Projekte ermöglicht, die die Initiierungs- und Bootphasen realisieren, wie z.B. den UEFI-Stack TianoCore EDK2, die minimalistische Firmware Slim Bootloader, den Bootloader U-Boot und die Plattform CoreBoot. Als Payload-Umgebungen, die verwendet werden, um den Bootloader zu finden und die Kontrolle an das Betriebssystem zu übergeben, können das UEFI-Interface, die Schicht LinuxBoot (für das direkte Laden des Linux-Kernels), VaultBoot (verifiziertes Booten) und der Hypervisor ACRN eingesetzt werden. Für Betriebssysteme stehen Standard-Interfaces wie ACPI, UEFI, Kexec und Multi-boot zur Verfügung.
USF bildet eine separate Schicht zur Unterstützung der Hardware (FSP, Firmware Support Package), die über eine gemeinsame API mit der universellen und anpassbaren Orchestrierungsschicht der Plattform (POL, Platform Orchestration Layer) interagiert. FSP abstrahiert Operationen wie CPU-Reset, Hardware-Initialisierung, Arbeiten im SMM (System Management Mode), Authentifizierung und Verifizierung auf SoC-Ebene. Die Orchestrierungsschicht vereinfacht die Erstellung von ACPI-Schnittstellen, unterstützt Standardbibliotheken für Bootloader, ermöglicht die Nutzung der Programmiersprache Rust zur Erstellung von sicheren Firmware-Komponenten und erlaubt die Definition von Konfigurationen mithilfe der YAML-Markup-Sprache. Auf der Ebene POL finden ebenfalls Authentifizierungen und die Organisation sicherer Updates statt.
Die neue Architektur wird voraussichtlich ermöglichen:
- Die Komplexität und die Kosten für die Entwicklung von Firmwares für neue Geräte zu senken, indem der Code vorhandener Standardkomponenten wiederverwendet, eine modulare Architektur ohne Bindung an bestimmte Bootloader eingesetzt wird und die Verwendung einer universellen API zur Anpassung von Modulen ermöglicht wird.
- Verbessern Sie die Qualität und Sicherheit von Firmware durch die Verwendung von verifizierbaren Modulen für die Interaktion mit Hardware und einer sichereren Infrastruktur zur Authentifizierung und Verifizierung von Firmware.
- Nutzen Sie verschiedene Loader und Payload-Komponenten je nach den spezifischen Anforderungen Ihrer Aufgaben.
- Beschleunigen Sie die Einführung neuer Technologien und verkürzen Sie den Entwicklungszyklus – Entwickler können sich darauf konzentrieren, spezifische Funktionen hinzuzufügen, während sie gleichzeitig auf bewährte Komponenten zurückgreifen.
- Skalieren Sie die Entwicklung von Firmware für verschiedene hybride Rechenarchitekturen (XPU), beispielsweise einschließlich eines integrierten diskreten Grafikbeschleunigers (dPGU) und programmierbarer Netzwerkgeräte zur Beschleunigung der Netzwerkoperationen in Rechenzentren, die Cloud-Systeme unterstützen (IPU, Infrastructure Processing Unit).
Quelle: opennet.ru
