[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

本發明特別涉及一種面向邊緣計算異構環境的輕量級應用適配方法。該面向邊緣計算異構環境的輕量級應用適配方法，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。該面向邊緣計算異構環境的輕量級應用適配方法，能夠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。解決了在異構環境下需要重復編譯應用的問題。

技術領域

本發明涉及邊緣計算操作系統技術領域，特別涉及一種面向邊緣計算異構環境的輕量級應用適配方法。

背景技術

隨著邊緣計算大規模的運用，邊緣操作系統面臨邊緣環境越來越復雜的挑戰，其中異構平臺的適配是重要的一環。一方面邊緣計算操作系統需要適用在不同體系架構，另一方面要支持輕量級虛擬系統適配異構平臺。

邊緣計算涉及到海量的終端設備、邊緣節點，是數據采集、數據匯聚、數據集成、數據處理的前端，而這些設備往往存在異構性，來自于不同的生產廠商、不同的數據接口、不同的數據結構、不同的傳輸協議、不同的底層平臺等。邊緣計算操作系統采用架構抽象方式隔離底層的異構硬件，同時使用操作系統和虛擬環境間的轉換層幫助虛擬環境本身進行適配。

鑒于邊緣計算在不同的應用場景時的環境數據存在很大差異，有許多針對場景設計的邊緣操作系統。在智能家居場景下，僅通過wifi模塊連接到云計算中心的做法，遠遠不能滿足智能家居的需求。EdgeOSH是一種針對智能家居設計的邊緣操作系統，其部署于家庭的邊緣網關中，通過3層功能抽象連接上層應用和下層智能家居硬件。利用該操作系統，在家庭內部較易里連接和管理智能家居設備，并在本地處理這些設備所產生的數據，降低數據傳輸帶寬的負載，同時基于EdgeOSH的應用服務程序可向用戶提供更好的資源管理和分配。

邊緣計算操作系統面向多樣的邊緣計算任務，其服務管理層應具有差異性、可擴展性、隔離性和可靠性的需求。PhiOS是一種面向智能家居設備的邊緣操作系統，其引入了輕量級的REST引擎和LUA解釋器，幫助用戶在家庭邊緣設備上部署計算任務。OpenVDAP是針對汽車場景設計的數據分析平臺，提出了面向網聯車場景的邊緣操作系統EdgeOSv，該操作系統能提供任務彈性管理、數據共享以及安全和隱私保護等功能。

復雜的邊緣計算環境，要求邊緣計算操作系統采用架構抽象方式隔離底層的異構硬件，同時使用操作系統和虛擬環境間的轉換層幫助虛擬環境本身進行適配。

目前的現狀問題是，邊緣計算應用要獨立的構建以適應不同的邊緣計算異構環境，開發邊緣計算應用要花費大量時間精力搭建各種邊緣計算編譯與運行環境，準備不同的異構環境的組件，費時費力。

針對上述情況，本發明提出了一種面向邊緣計算異構環境的輕量級應用適配方法。

發明內容

本發明為了彌補現有技術的缺陷，提供了一種簡單高效的面向邊緣計算異構環境的輕量級應用適配方法。

本發明是通過如下技術方案實現的：

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。

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(應用程序編程接口)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；