[發明專利]一種面向邊緣計算異構環境的輕量級應用適配方法

在審

• 申請號: 202110894630.8
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113687913A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 范志海;羅天;孫興艷
• 申請（專利權）人: 浪潮云信息技術股份公司
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455;G06F8/76
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 郗艷榮

1.一種面向邊緣計算異構環境的輕量級應用適配方法，其特征在于：結合交叉編譯技術和虛擬化技術構建自動化流水線驅動的集成開發環境，封裝不同的硬件環境的編譯器，使用容器化交叉編譯環境將編譯過程中的不同步驟和任務自動的串聯起來，為異構環境提供統一的工作流框架，將需編譯的代碼與編譯工具使用容器持久化的手段結合到一起，容器自動運行編譯流水線最終生成各異構環境的可執行程序，從而方便的構建跨異構環境的邊緣計算應用，適配各種邊緣計算操作系統環境，并支持異構CPU環境。

2.根據權利要求1所述的面向邊緣計算異構環境的輕量級應用適配方法，其特征在于：在系統初始化階段，為邊緣計算操作系統構建硬件抽象層，用于直接與硬件通訊，為應用層提供抽象支持，異構環境的內核層通過API的形式向應用層提供服務，使應用層的各個軟件模塊各自獨立，相互不產生影響；

采用面向對象設計方法將數據與數據上的操作封裝在對象的模塊實體中，外界不能直接對對象內部進行訪問和操作，只能通過消息的方式間接訪問；

采用層次結構設計方法將硬件抽象層進一步細化為幾個子層次，各子層之間定義統一的接口調用，從而將邊緣操作系統中硬件相關和硬件無關的兩部分程序代碼隔離，使得硬件抽象層為應用層的軟件模塊提供一個已屏蔽硬件差異的接口；

在系統初始化階段結束以后，邊緣計算操作系統獲得系統控制權，硬件抽象層轉而負責向邊緣計算操作系統提供服務，將應用層的調用轉化為對硬件的直接訪問和控制，建立與硬件相關的驅動程序。

3.根據權利要求2所述的面向邊緣計算異構環境的輕量級應用適配方法，其特征在于：應用層將驅動程序函數映射到硬件抽象層的API，改造后的驅動程序不再直接與硬件交互，而是通過硬件抽象層的API進行硬件資源的訪問和控制；驅動程序表通過指向內部的驅動函數UARTlCreate()的指針建立通用的Create函數和設備指定的Create之間的連接；

使用I/O子系統提供的工具函數將硬件抽象層的API安裝到驅動程序表中或從表中刪除。

4.根據權利要求1、2或3所述的面向邊緣計算異構環境的輕量級應用適配方法，其特征在于：在物理服務器和邊緣計算操作系統之間構建軟件轉換層，用于協調訪問服務器上的所有物理設備和輕量級虛擬機，非中斷的支持多工作負載遷移；當服務器啟動并執行軟件轉換層時，為每一臺輕量級虛擬機容器分配適量的內存、CPU、網絡和磁盤資源，并加載所有虛擬機容器的客戶操作系統。

5.根據權利要求4所述的面向邊緣計算異構環境的輕量級應用適配方法，其特征在于：采用Linux作為軟件轉換層，所述交叉編譯技術包括在Linux PC上，利用arm-linux-gcc編譯器，編譯出針對Linux ARM平臺的可執行代碼。

6.根據權利要求1所述的面向邊緣計算異構環境的輕量級應用適配方法，其特征在于：所述虛擬化技術采用Docker容器虛擬化技術，VMware虛擬機軟件或Citrix虛擬化應用程序。

7.根據權利要求1所述的面向邊緣計算異構環境的輕量級應用適配方法，其特征在于：所述自動化流水線驅動采用Jenkins工具，GitLab CI工具或Circle CI技術。

8.根據權利要求1所述的面向邊緣計算異構環境的輕量級應用適配方法，其特征在于：所述編譯器采用交叉編譯器arm-linux-gcc，armv7-rpi2-linux-gnueabihf或armv6-rpi-linux-gnueabi。

9.根據權利要求1所述的面向邊緣計算異構環境的輕量級應用適配方法，其特征在于：所述邊緣計算操作系統環境采用微內核操作系統，容器內核操作系統或實時內核操作系統。