CN107133034A - 跨操作系统的平台软件实现方法与系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种跨操作系统的平台软件实现方法与系统，涉及计算机软件领域，该跨操作系统平台软件框架包括操作系统移植层、操作系统适配层、文件系统、驱动支撑层、底层设备驱动、协议栈、图形化用户接口、路由通信层、运行管理层、管理与调测工具，可实现不同操作系统接口程序之间的转换，管理与调测工具不依赖于具体的硬件与操作系统。本发明使应用程序具有充分的可移植性与重用性，用户无需关注使用的操作系统与处理器，可以大幅度的提高基于嵌入式处理器的开发成本并缩短周期。

Description

跨操作系统的平台软件实现方法与系统
技术领域
本发明涉及计算机软件领域，特别涉及一种跨操作系统的平台软件实现方法与系统。
背景技术
嵌入式软件就是嵌入在硬件中的操作系统和开发工具软件，它在产业中的关联关系体现为：芯片设计制造→嵌入式系统软件→嵌入式电子设备开发、制造。
现有嵌入式软件架构中，不同处理器的硬件接口与编程方法会有差异，不同操作系统提供的接口也会有差异，而常见嵌入式软件架构存在如下问题：1、降低了设备驱动与应用程序的可移植性，增加了重复性劳动；2、应用程序开发人员需要关注操作系统与处理器的细节，并且当操作系统更换时，还需要重新熟悉新操作系统与开发调试工具，增加了开发成本；3、基于上述架构的模块或设备之间，其定制式的通信方式增加了多设备的开发与运营管理成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种跨操作系统的平台软件实现方法与系统，通过设置操作系统移植层、操作系统适配层、驱动支撑层，以解决现有的嵌入式软件架构操作繁琐、开发周期长的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种跨操作系统的平台软件实现方法与系统，其特征在于：所述跨操作系统平台软件框架包括操作系统移植层，操作系统移植层连接有操作系统适配层，操作系统适配层分别连接文件系统、驱动支撑层、底层设备驱动，驱动支撑层与底层设备驱动相互连接，驱动支撑层连接有协议栈和图形化用户接口，协议栈连接路由通信层，路由通信层、协议栈、底层设备驱动、操作系统适配层均分别与运行管理层相互连接，运行管理层和管理与调测工具相互连接，文件系统、图形化用户接口、路由通信层均与应用程序(applicants)连接。
优选的，所述操作系统适配层包括计数型信号量模块、内存模块、互斥锁模块、定时器模块、事件模块、消息模块、任务模块、日志模块。
优选的，所述驱动支撑层中的每个驱动都被赋予一个在系统中惟一的ID。
优选的，所述路由通信层基于处理单元(PE)进行通信模块的部署与消息交互。
优选的，所述协议栈支持IPV4、IPV6、TCP、UDP、ICMP、ARP、DHCP协议。
优选的，所述运行管理层的模块包括心跳监测、消息跟踪、授权模块、模拟消息模块、控制台、运行告警、系统日志、处理器登录、运行概况、调测接口、内存操作、动态性能、通信管理、系统资源。
采用以上技术方案的有益效果是：该跨操作系统平台软件框架包括操作系统移植层、操作系统适配层、文件系统、驱动支撑层、底层设备驱动、协议栈、图形化用户接口、路由通信层、运行管理层、管理与调测工具，可实现不同操作系统接口程序之间的转换，管理与调测工具不依赖于具体的硬件与操作系统。本发明使应用程序具有充分的可移植性与重用性，用户无需关注使用的操作系统与处理器，可以大幅度的提高基于嵌入式处理器的开发成本并缩短周期。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
图1是本发明跨操作系统平台软件框架的示意图；
图2是本发明操作系统接口转换的示意图；
图3是本发明操作系统适配层的模块划分的示意图；
图4是本发明处理单元之间的通信的示意图；
图5是本发明运行管理层模块组成的示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明一种跨操作系统的平台软件实现方法与系统的优选实施方式。
结合图1、图2、图3、图4、图5出示本发明一种跨操作系统的平台软件实现方法与系统的具体实施方式：该跨操作系统平台软件框架包括操作系统移植层，操作系统移植层连接有操作系统适配层，操作系统适配层分别连接文件系统、驱动支撑层、底层设备驱动，驱动支撑层与底层设备驱动相互连接，驱动支撑层连接有协议栈和图形化用户接口，协议栈连接路由通信层，路由通信层、协议栈、底层设备驱动、操作系统适配层均分别与运行管理层相互连接，运行管理层和管理与调测工具相互连接，文件系统、图形化用户接口、路由通信层均与应用程序(applicants)连接。操作系统适配层包括计数型信号量模块、内存模块、互斥锁模块、定时器模块、事件模块、消息模块、任务模块、日志模块。驱动支撑层中的每个驱动都被赋予一个在系统中惟一的ID。路由通信层基于处理单元(PE)进行通信模块的部署与消息交互。协议栈支持IPV4、IPV6、TCP、UDP、ICMP、ARP、DHCP协议。运行管理层的模块包括心跳监测、消息跟踪、授权模块、模拟消息模块、控制台、运行告警、系统日志、处理器登录、运行概况、调测接口、内存操作、动态性能、通信管理、系统资源。
操作系统移植层界于具体的操作系统与操作系统适配层之间，它的主要功能有两个：1)实现不同操作系统之间的接口转换，如图2所示，在经过操作系统移植层之后，虽然底层操作系统更换为了B操作系统，但应用层无需作任何改动，仍然保持与A操作系统一样的使用方法；2)为适配层提供必须的与具体操作系统关联的功能。
操作系统适配层将操作系统提供的功能进行如图3所示的分类，并向它的更上一层提供标准化的接口。
驱动支撑层实现了驱动的标准化接口以及驱动开发与管理框架，其主要特征有：
1)每个驱动都被赋予一个在系统中惟一的ID；
2)驱动模块的数量与功能可以在编译阶段进行裁剪；
3)驱动在初始化时向平台软件管理模块进行注册，从而使驱动支撑层获得驱动的调用接口；
4)用户在使用时可以向支撑层注册消息函数或各类回调函数；
5)用户通过IOCTL接口，指定驱动ID及参数，从而调用具体的驱动；
6)用户通过驱动支撑层提供的函数接口，指定驱动ID及消息号，从而请求驱动消息。
路由通信层基于处理单元(PE)进行通信模块的部署与消息交互。
在由平台软件构建的整个通信网络中，每个处理单元有惟一的标志，此标志由四部分组成：
1、机架号：描述PE位于哪一个机架上；
2、槽位号：描述PE位于机架上的哪一个槽位；
3、处理器号：描述PE所处的处理器编号；
4、PE号：此PE自身的ID。
路由通信层的工作流程如下：
1、配置PE之间通信的路由方式；
2、查询并选择合适的路由进行传输；
3、根据需要执行回调函数；
4、设置统计与诊断信息；
5、返回传输状态。
由于路由通信层屏蔽了硬件、操作系统、驱动以及协议栈，因此用户的软件设计可以不再依赖于上述细节，只需要对处理单元进行合理的部署即可进行通信。
运行管理层由以下模块的功能描述如下：
1、心跳监测：用于向调试软件上报处理器的运行状态；
2、消息跟踪：用于配置PE向调试软件抄送消息；
3、授权模块：用于控制操作人员的操作权限；
4、模拟消息模块：用于模拟应用层向其它PE发送消息；
5、控制台：用于支持从调试软件上下发调试命令；
6、运行告警：将运行异常以告警的形式发送给调试软件；
7、系统日志：用于记录在系统运行中产生的信息；
8、处理器登录：用于与调试软件建立连接；
9、运行概况：用于统计处理器的资源使用情况；
10、调测接口：用于支持动态的向调试软件发送显示消息；
11、内存操作：用于支持从调试软件进行的内存读写等操作；
12、动态性能：用于向调试软件动态的上传处理器的资源使用情况，如任务切换、内存占用、堆栈使用等；
13、通信管理：用于路由的管理，链接的建立。
14、系统资源：用于维护平台软件支持的功能，如信息量、任务、内存与消息操作等。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种跨操作系统的平台软件实现方法与系统，其特征在于：所述跨操作系统平台软件框架包括操作系统移植层，操作系统移植层连接有操作系统适配层，操作系统适配层分别连接文件系统、驱动支撑层、底层设备驱动，驱动支撑层与底层设备驱动相互连接，驱动支撑层连接有协议栈和图形化用户接口，协议栈连接路由通信层，路由通信层、协议栈、底层设备驱动、操作系统适配层均分别与运行管理层相互连接，运行管理层和管理与调测工具相互连接，文件系统、图形化用户接口、路由通信层均与应用程序(applicants)连接。
2.根据权利要求1所述的跨操作系统的平台软件实现方法与系统，其特征在于：所述操作系统适配层包括计数型信号量模块、内存模块、互斥锁模块、定时器模块、事件模块、消息模块、任务模块、日志模块。
3.根据权利要求1所述的跨操作系统的平台软件实现方法与系统，其特征在于：所述驱动支撑层中的每个驱动都被赋予一个在系统中惟一的ID。
4.根据权利要求1所述的跨操作系统的平台软件实现方法与系统，其特征在于：所述路由通信层基于处理单元(PE)进行通信模块的部署与消息交互。
5.根据权利要求1所述的跨操作系统的平台软件实现方法与系统，其特征在于：所述协议栈支持IPV4、IPV6、TCP、UDP、ICMP、ARP、DHCP协议。
6.根据权利要求1所述的跨操作系统的平台软件实现方法与系统，其特征在于：所述运行管理层的模块包括心跳监测、消息跟踪、授权模块、模拟消息模块、控制台、运行告警、系统日志、处理器登录、运行概况、调测接口、内存操作、动态性能、通信管理、系统资源。
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