Использование MPU/PMP для защиты памяти в микроконтроллерных операционных системах реального времени (Сергей Байгудин, OSDAY-2026)

Короткая ссылка: 20260604F

Докладчик: Сергей Байгудин

Как использовать аппаратную защиту памяти в микроконтроллерных ОСРВ и сколько это стоит по времени. Разбираются привилегированные и непривилегированные режимы Armv8-M и RISC-V, ограничения доступа к системным регистрам, прерываниям и областям памяти, а также роль MPU и PMP в изоляции потоков.
На примере Zephyr показано, как включение user-space меняет модель работы: привилегированные потоки обращаются к ядру напрямую, а непривилегированные — через системные вызовы с проверкой аргументов, ресурсов и прав. Отдельно сравниваются архитектуры MPU на Armv8-M и PMP на RISC-V, их регионы, выравнивание, права чтения, записи и исполнения.
Практическая часть оценивает накладные расходы при перенастройке MPU на Cortex-M33: даже в худшем случае они составляют около 5–6 мкс, то есть менее 0,6% системного кванта 1 мс. Вывод: MPU/PMP дают заметный выигрыш в безопасности при приемлемой цене для микроконтроллерных ОСРВ.