CN109240797A - 一种虚拟化多媒体处理方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种虚拟化多媒体处理方法和系统，所述系统包括虚拟化硬件管理模块、多个操作系统和硬件模块。所述方法包括以下步骤：硬件优先级配置层接收来自不同操作系统对硬件模块的操作指令，并配置各个操作指令的优先级顺序；硬件操作指令分发层根据各个操作指令的优先级顺序，串行将各个操作指令分发至硬件访问层；硬件访问层将接收到的各个操作指令依次发送至硬件模块；以及接收硬件模块对各个操作指令的执行结果，并将执行结果通过硬件操作指令分发层发送至硬件优先级配置层；硬件优先级配置层将各个操作指令对应的执行结果发送给对应的操作系统。通过上述方案，能够实现对私有硬件模块的虚拟化操作，进而降低私有硬件模块的功耗。

Description

一种虚拟化多媒体处理方法和系统
技术领域
本发明涉及硬件虚拟化领域，特别涉及一种虚拟化多媒体处理方法和系统。
背景技术
随着科技的发展和社会的进步，虚拟化技术得到了广泛应用。目前，虚拟化计算主要集中应用于在X86架构的个人计算机和服务器设备上，具体是通过虚拟化技术形成一个按需分配/动态伸缩的硬件池，先进的虚拟化技术可以提高整个系统的利用效率。虚拟化的核心思想是:抽象化或虚拟化计算资源,并存在虚拟机监视器并发的支持若干个操作系统，仲裁若干个操作系统有序的使用共享硬件资源(处理器/外设/内存和IO等)。
如图1所示，为现有技术涉及的ARM虚拟化典型架构的示意图。ARM架构的CPU具有高性能低功耗的优良基因，ARM公司也在积极发展基于ARM架构的虚拟化架构，以扩展ARM架构CPU的应用范围。ARM的虚拟化可以解决通用硬件的虚拟化问题，但是对于平台私有硬件模块虚拟化无能为力，比如GPU的虚拟化需要GPU的IP提供商提供虚拟化解决方案。
综上，如何能够实现对私有硬件模块(如PMU、VPU模块)进行虚拟化，是当前虚拟化技术领域一个亟需解决的问题。
发明内容
为此，需要提供一种虚拟化多媒体处理的技术方案，用于解决现有架构无法实现对私有硬件模块(如PMU、VPU模块)进行虚拟化的问题。
实现上述目的，发明人提供了一种虚拟化多媒体处理系统，所述系统包括虚拟化硬件管理模块、多个操作系统和硬件模块；
所述管理模块包括硬件优先级配置层、硬件操作指令分发层、硬件访问层；所述硬件优先级配置层与硬件操作指令分发层连接，所述硬件操作指令分发层与硬件访问层连接；所述硬件优先级配置层与多个操作系统连接，所述硬件访问层与硬件模块连接；
所述硬件优先级配置层用于接收来自不同操作系统对硬件模块的操作指令，并配置各个操作指令的优先级顺序；
所述硬件操作指令分发层用于根据各个操作指令的优先级顺序，串行将各个操作指令分发至硬件访问层；
所述硬件访问层用于将接收到的各个操作指令依次发送至硬件模块；以及用于接收硬件模块对各个操作指令的执行结果，并将执行结果通过硬件操作指令分发层发送至硬件优先级配置层；
所述硬件优先级配置层还用于将各个操作指令对应的执行结果发送给对应的操作系统。
进一步地，所述操作系统包括第一操作系统和第二操作系统，所述第一操作系统包括第一多媒体应用程序，所述第二操作系统包括第二多媒体应用程序；第一操作系统对硬件模块的操作指令通过第一多媒体应用程序发出，第二操作系统对硬件模块的操作指令通过第二多媒体应用发出。
进一步地，所述硬件模块为VPU硬件，所述操作指令为视频流解码指令或视频流参数设置指令。
进一步地，所述硬件模块为PMU硬件，所述操作指令为分配至各个电源负载的电压值，所述电源负载包括CPU、内存、外围芯片的电源负载。
发明人还提供了一种虚拟化多媒体处理方法，所述方法应用于虚拟化多媒体处理系统，所述系统包括虚拟化硬件管理模块、多个操作系统和硬件模块；
所述管理模块包括硬件优先级配置层、硬件操作指令分发层、硬件访问层；所述硬件优先级配置层与硬件操作指令分发层连接，所述硬件操作指令分发层与硬件访问层连接；所述硬件优先级配置层与多个操作系统连接，所述硬件访问层与硬件模块连接；
所述方法包括以下步骤：
硬件优先级配置层接收来自不同操作系统对硬件模块的操作指令，并配置各个操作指令的优先级顺序；
硬件操作指令分发层根据各个操作指令的优先级顺序，串行将各个操作指令分发至硬件访问层；
硬件访问层将接收到的各个操作指令依次发送至硬件模块；以及接收硬件模块对各个操作指令的执行结果，并将执行结果通过硬件操作指令分发层发送至硬件优先级配置层；
硬件优先级配置层将各个操作指令对应的执行结果发送给对应的操作系统。
进一步地，所述操作系统包括第一操作系统和第二操作系统，所述第一操作系统包括第一多媒体应用程序，所述第二操作系统包括第二多媒体应用程序；第一操作系统对硬件模块的操作指令通过第一多媒体应用程序发出，第二操作系统对硬件模块的操作指令通过第二多媒体应用发出。
进一步地，所述硬件模块为VPU硬件，所述操作指令为视频流解码指令或视频流参数设置指令。
进一步地，所述硬件模块为PMU硬件，所述操作指令为分配至各个电源负载的电压值，所述电源负载包括CPU、内存、外围芯片的电源负载。
区别于现有技术，上述技术方案所述的虚拟化多媒体处理方法和系统，所述系统包括虚拟化硬件管理模块、多个操作系统和硬件模块。所述方法包括以下步骤：硬件优先级配置层接收来自不同操作系统对硬件模块的操作指令，并配置各个操作指令的优先级顺序；硬件操作指令分发层根据各个操作指令的优先级顺序，串行将各个操作指令分发至硬件访问层；硬件访问层将接收到的各个操作指令依次发送至硬件模块；以及接收硬件模块对各个操作指令的执行结果，并将执行结果通过硬件操作指令分发层发送至硬件优先级配置层；硬件优先级配置层将各个操作指令对应的执行结果发送给对应的操作系统。通过上述方案，能够实现对私有硬件模块(如PMU或VPU)的虚拟化操作，进而降低私有硬件模块的功耗。
附图说明
图1为现有的虚拟化多媒体处理系统的示意图；
图2为本发明一实施方式涉及的虚拟化多媒体处理系统的示意图；
图3为本发明一实施方式涉及的虚拟化多媒体处理方法的流程图；
附图标记说明：
101、虚拟化硬件管理模块；
111、硬件优先级配置层；112、硬件操作指令分发层；113、硬件访问层；
121、第一操作系统；122、第二操作系统；
131、第一多媒体应用程序；132、第二多媒体应用程序；
103、硬件模块。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请参阅图2，为本发明一实施方式涉及的虚拟化多媒体处理系统的示意图。所述系统包括虚拟化硬件管理模块101、多个操作系统和硬件模块103；
所述管理模块101包括硬件优先级配置层111、硬件操作指令分发层112、硬件访问层113；所述硬件优先级配置层111与硬件操作指令分发层112连接，所述硬件操作指令分发层112与硬件访问层113连接；所述硬件优先级配置层111与多个操作系统连接，所述硬件访问层113与硬件模块103连接。
优选的，所述操作系统包括第一操作系统121和第二操作系统122，所述第一操作系统121包括第一多媒体应用程序131，所述第二操作系统122包括第二多媒体应用程序132。
所述硬件优先级配置层111用于接收来自不同操作系统对硬件模块103的操作指令，并配置各个操作指令的优先级顺序。所述优先级顺序是指被执行的先后顺序，由于硬件模块只有一个，当不同操作系统需要同时访问某一相同硬件时，就需要对不同操作系统发出的操作指令执行的先后顺序进行排序，以便硬件访问有序进行。
所述硬件操作指令分发层112用于根据各个操作指令的优先级顺序，串行将各个操作指令分发至硬件访问层。串行是指在同一时刻只发送一个操作指令，操作指令按照时间顺序依次发送至硬件访问层113。
所述硬件访问层113用于将接收到的各个操作指令依次发送至硬件模块103；以及用于接收硬件模块103对各个操作指令的执行结果，并将执行结果通过硬件操作指令分发层发送至硬件优先级配置层111；
所述硬件优先级配置层111还用于将各个操作指令对应的执行结果发送给对应的操作系统。
在本实施方式中，第一操作系统121为Android虚拟机，第二操作系统122为Ubuntu虚拟机。第一操作系统121对硬件模块103的操作指令通过第一多媒体应用程序131发出，第二操作系统122对硬件模块的操作指令通过第二多媒体应用132发出。第一多媒体应用程序为安装于第一操作系统上的软件，如视频播放器、音频播放器等。第二媒体应用程序为安装于第二操作系统上的软件，如视频播放器、音频播放器等。在另一些实施例中，第一操作系统和第二操作系统还可以为linux或vxworks操作系统等。
在某些实施例中，所述硬件模块为VPU硬件，所述操作指令为视频流解码指令或视频流参数设置指令。在另一些实施例中，所述硬件模块为PMU硬件，所述操作指令为分配至各个电源负载的电压值，所述电源负载包括CPU、内存、外围芯片的电源负载。
本发明提出一种虚拟化多媒体处理单元的系统，所述系统包含若干非标准的硬件资源，非标准是指没有业界标准，比如:多媒体处理单元(VPU),电源管理单元(PMU)等。通过串行方式来发送访问硬件资源的操作指令，并通过仲裁方式，根据操作指令的优先级顺序依次对硬件进行访问，保证硬件资源分配公平的同时使得资源的利用率最大化。
以硬件模块为多媒体处理单元(VPU)为例，操作系统的视频播放指令，最终通过多媒体接口调用到虚拟VPU管理层。虚拟VPU管理层负责多个操作系统的实例的多媒体硬解的接口协调。虚拟VPU管理层分为:VPU优先级设置层，VPU指令分发层和VPU硬件访问层。经过虚拟VPU管理层的分发后，最终由VPU硬件完成相关的硬件指令处理。
硬件模块为虚拟化电源管理单元(PMU)的情况，与VPU模块的情况类似，具体步骤如下：应用层调用视频播放API；底层驱动拦截VPU硬件操作；将VPU的硬件操作分发到虚拟VPU管理层；虚拟VPU管理层判决VPU实例的优先级；虚拟VPU管理层分发VPU指令给物理VPU；物理VPU执行VPU指令；处理结果逐层返回，最终返回给应用层。
如图3所示，一种虚拟化多媒体处理方法，所述方法应用于虚拟化多媒体处理系统，所述系统包括虚拟化硬件管理模块、多个操作系统和硬件模块；
所述管理模块包括硬件优先级配置层、硬件操作指令分发层、硬件访问层；所述硬件优先级配置层与硬件操作指令分发层连接，所述硬件操作指令分发层与硬件访问层连接；所述硬件优先级配置层与多个操作系统连接，所述硬件访问层与硬件模块连接；
所述方法包括以下步骤：
首先进入步骤S301硬件优先级配置层接收来自不同操作系统对硬件模块的操作指令，并配置各个操作指令的优先级顺序；
而后进入步骤S302硬件操作指令分发层根据各个操作指令的优先级顺序，串行将各个操作指令分发至硬件访问层；
而后进入步骤S303硬件访问层将接收到的各个操作指令依次发送至硬件模块；以及接收硬件模块对各个操作指令的执行结果，并将执行结果通过硬件操作指令分发层发送至硬件优先级配置层；
而后进入步骤S304硬件优先级配置层将各个操作指令对应的执行结果发送给对应的操作系统。
在某些实施例中，所述操作系统包括第一操作系统和第二操作系统，所述第一操作系统包括第一多媒体应用程序，所述第二操作系统包括第二多媒体应用程序；第一操作系统对硬件模块的操作指令通过第一多媒体应用程序发出，第二操作系统对硬件模块的操作指令通过第二多媒体应用发出。
在某些实施例中，所述硬件模块为VPU硬件，所述操作指令为视频流解码指令或视频流参数设置指令。在另一些实施例中，所述硬件模块为PMU硬件，所述操作指令为分配至各个电源负载的电压值，所述电源负载包括CPU、内存、外围芯片的电源负载。
上述技术方案所述的虚拟化多媒体处理方法和系统，所述系统包括虚拟化硬件管理模块、多个操作系统和硬件模块。所述方法包括以下步骤：硬件优先级配置层接收来自不同操作系统对硬件模块的操作指令，并配置各个操作指令的优先级顺序；硬件操作指令分发层根据各个操作指令的优先级顺序，串行将各个操作指令分发至硬件访问层；硬件访问层将接收到的各个操作指令依次发送至硬件模块；以及接收硬件模块对各个操作指令的执行结果，并将执行结果通过硬件操作指令分发层发送至硬件优先级配置层；硬件优先级配置层将各个操作指令对应的执行结果发送给对应的操作系统。通过上述方案，能够实现对私有硬件模块(如PMU或VPU)的虚拟化操作，进而降低私有硬件模块的功耗。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种虚拟化多媒体处理系统，其特征在于，所述系统包括虚拟化硬件管理模块、多个操作系统和硬件模块；
所述管理模块包括硬件优先级配置层、硬件操作指令分发层、硬件访问层；所述硬件优先级配置层与硬件操作指令分发层连接，所述硬件操作指令分发层与硬件访问层连接；所述硬件优先级配置层与多个操作系统连接，所述硬件访问层与硬件模块连接；
所述硬件优先级配置层用于接收来自不同操作系统对硬件模块的操作指令，并配置各个操作指令的优先级顺序；
所述硬件操作指令分发层用于根据各个操作指令的优先级顺序，串行将各个操作指令分发至硬件访问层；
所述硬件访问层用于将接收到的各个操作指令依次发送至硬件模块；以及用于接收硬件模块对各个操作指令的执行结果，并将执行结果通过硬件操作指令分发层发送至硬件优先级配置层；
所述硬件优先级配置层还用于将各个操作指令对应的执行结果发送给对应的操作系统。
2.如权利要求1所述的虚拟化多媒体处理系统，其特征在于，所述操作系统包括第一操作系统和第二操作系统，所述第一操作系统包括第一多媒体应用程序，所述第二操作系统包括第二多媒体应用程序；第一操作系统对硬件模块的操作指令通过第一多媒体应用程序发出，第二操作系统对硬件模块的操作指令通过第二多媒体应用发出。
3.如权利要求2所述的虚拟化多媒体处理系统，其特征在于，所述硬件模块为VPU硬件，所述操作指令为视频流解码指令或视频流参数设置指令。
4.如权利要求2所述的虚拟化多媒体处理系统，其特征在于，所述硬件模块为PMU硬件，所述操作指令为分配至各个电源负载的电压值，所述电源负载包括CPU、内存、外围芯片的电源负载。
5.一种虚拟化多媒体处理方法，其特征在于，所述方法应用于虚拟化多媒体处理系统，所述系统包括虚拟化硬件管理模块、多个操作系统和硬件模块；
所述管理模块包括硬件优先级配置层、硬件操作指令分发层、硬件访问层；所述硬件优先级配置层与硬件操作指令分发层连接，所述硬件操作指令分发层与硬件访问层连接；所述硬件优先级配置层与多个操作系统连接，所述硬件访问层与硬件模块连接；
所述方法包括以下步骤：
硬件优先级配置层接收来自不同操作系统对硬件模块的操作指令，并配置各个操作指令的优先级顺序；
硬件操作指令分发层根据各个操作指令的优先级顺序，串行将各个操作指令分发至硬件访问层；
硬件访问层将接收到的各个操作指令依次发送至硬件模块；以及接收硬件模块对各个操作指令的执行结果，并将执行结果通过硬件操作指令分发层发送至硬件优先级配置层；
硬件优先级配置层将各个操作指令对应的执行结果发送给对应的操作系统。
6.如权利要求5所述的虚拟化多媒体处理方法，其特征在于，所述操作系统包括第一操作系统和第二操作系统，所述第一操作系统包括第一多媒体应用程序，所述第二操作系统包括第二多媒体应用程序；第一操作系统对硬件模块的操作指令通过第一多媒体应用程序发出，第二操作系统对硬件模块的操作指令通过第二多媒体应用发出。
7.如权利要求6所述的虚拟化多媒体处理方法，其特征在于，所述硬件模块为VPU硬件，所述操作指令为视频流解码指令或视频流参数设置指令。
8.如权利要求6所述的虚拟化多媒体处理方法，其特征在于，所述硬件模块为PMU硬件，所述操作指令为分配至各个电源负载的电压值，所述电源负载包括CPU、内存、外围芯片的电源负载。
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