[發明專利]一種基于微控制器平臺的整合型虛擬化系統的方法

在審

• 申請號: 201910341468.X
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110147265A
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 王云飛
• 申請（專利權）人: 王云飛
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 楊樹芬

本發明公開了一種基于微控制器平臺的整合型虛擬化系統的方法，本發明所述方法允許在單核微控制器上通過中斷直接發送到虛擬機的方式實現真正了實時虛擬化，允許在使用虛擬機的同時，使用直接基于底層系統內核的原生應用，以滿足高實時應用程序的需求，將高級接口的語義翻譯為系統內核的低級接口的語義，允許虛擬機和原生應用程序在運行時動態增減內存，或者使用POSIX標準的接口，降低了應用開發的難度，能夠滿足高實時性要求的應用場合。

技術領域

本發明屬于計算機技術領域，尤其涉及一種基于微控制器平臺的整合型虛擬化系統的方法。

背景技術

目前，嵌入式系統的功能越來越多樣化，使用到的軟件模組的數量與日俱增，使系統構建的難度和復雜性快速上升。公開號為CN109660832A的專利公開了一種桌面虛擬化系統，包括：圖像獲取模塊，用于獲取視頻圖像；分析模塊，記錄獲取的視頻圖像中變動的圖像的數據區域，并進行合并，得到變動區域；圖像處理模塊，記錄變動區域的變動速度和變動時間，并與預設的變動速度和預設的變動時間進行比對，區分視頻區域和非視頻區域；圖像調節模塊，用于根據負載大小，調節圖像并將調整后的圖像傳輸給客戶端。公開號為CN109634825A的專利公開了一種虛擬化平臺穩定性測試方法，包括：1)制定穩定性測試項目和虛擬化系統健康檢查指標；2)從測試環境中獲取主機配置、數量以及存儲容量；3)制作加壓虛擬機模板；4)啟動穩定性測試；5)進行系統檢查，每日檢查項目包括管理節點、計算節點運行情況、故障告警信息、資源消耗情況以及虛擬機運行情況；6)穩定性測試結束，通過步驟五獲得的運行性能指標、業務失敗率指標，完成虛擬化平臺的穩定性評估。

當前的以微控制器微核心的嵌入式系統的代碼量已經能夠輕易達到100萬行甚至更多，因此也引入大量的編碼錯誤。現有的基于微控制器的嵌入式系統存在如下一些缺陷：

1、各個軟件包之間缺乏隔離，其中一個軟件包發生的故障會快速擴展到整個系統，造成系統功能失靈。

2、一旦其中一個軟件包被黑客攻破，整個系統的信息安全都不復存在。

3、現有的某些車載ECU使用的基于微控制器的虛擬化系統完全靜態映射虛擬機的虛擬CPU到物理CPU，或者在編譯時給每個虛擬機固定靜態分配內存，實質上對整個系統進行了靜態分區，完全破壞了虛擬化環境的動態配置能力，不符合今天快速增長的物聯網市場對靈活性的要求。

4、現有的某些虛擬化系統的中斷傳遞方式落后低效，不能在虛擬CPU和物理CPU的關系不確定時高效確定地直接傳遞中斷給虛擬機，而必須經過虛擬機監視器。

5、現有的車載ECU使用的基于微控制器的虛擬化系統出于底層虛擬機監視器的設計而無法運行原生應用，降低了某些應用的實時性并縮窄了微控制器虛擬化技術的應用范圍，并且一旦虛擬機監視器崩潰，安全相關軟件的動作將全部失效。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠克服上述技術問題的基于微控制器平臺的整合型虛擬化系統的方法，本發明所述方法包括以下步驟：

步驟1、建立一種基于微控制器的整合型虛擬化系統：

步驟1.1、建立用于提供底層系統級服務的系統內核sys_kernel；

步驟1.2、建立用于對虛擬機提供虛擬化服務的虛擬機監視器vm_mon；

步驟1.3、建立用于對平臺原生應用程序提供高級系統調用服務的原生應用服務user_lib；

步驟1.4、建立用于支持虛擬化應用程序的一個或多個虛擬機模塊vm_module；

步驟1.5、建立用于支持平臺原生的應用程序的一個或多個原生應用模塊app_module，原生應用模塊app_module支持平臺原生接口的應用程序并實現高效執行,并能直接接受中斷信號。