CN113448684A - 一种同时支持虚拟机及arinc653分区的边缘控制系统 - Google Patents

一种同时支持虚拟机及arinc653分区的边缘控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113448684A
CN113448684A CN202110611826.1A CN202110611826A CN113448684A CN 113448684 A CN113448684 A CN 113448684A CN 202110611826 A CN202110611826 A CN 202110611826A CN 113448684 A CN113448684 A CN 113448684A
Authority
CN
China
Prior art keywords
virtual machine
unit
arinc653
partition
control system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110611826.1A
Other languages
English (en)
Inventor
田斌
朱怡安
李联
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Naval University of Engineering PLA
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN202110611826.1A priority Critical patent/CN113448684A/zh
Publication of CN113448684A publication Critical patent/CN113448684A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/44—Arrangements for executing specific programs
    • G06F9/455—Emulation; Interpretation; Software simulation, e.g. virtualisation or emulation of application or operating system execution engines
    • G06F9/45533—Hypervisors; Virtual machine monitors
    • G06F9/45558—Hypervisor-specific management and integration aspects
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/44—Arrangements for executing specific programs
    • G06F9/455—Emulation; Interpretation; Software simulation, e.g. virtualisation or emulation of application or operating system execution engines
    • G06F9/45533—Hypervisors; Virtual machine monitors
    • G06F9/45558—Hypervisor-specific management and integration aspects
    • G06F2009/45583—Memory management, e.g. access or allocation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/44—Arrangements for executing specific programs
    • G06F9/455—Emulation; Interpretation; Software simulation, e.g. virtualisation or emulation of application or operating system execution engines
    • G06F9/45533—Hypervisors; Virtual machine monitors
    • G06F9/45558—Hypervisor-specific management and integration aspects
    • G06F2009/45595—Network integration; Enabling network access in virtual machine instances

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Stored Programmes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种同时支持虚拟机及ARINC653分区的边缘控制系统，包括虚拟机模块、分区模块、存储模块、输入输出模块、网络通信模块；虚拟机模块包括硬件初始化单元、虚拟机配置单元、虚拟机通信单元、虚拟机任务配置单元、虚拟机控制单元、数据显示单元；分区模块包括分区任务配置单元、分区间通信单元、任务调度单元、任务管理单元；输入输出模块包括键盘、鼠标、屏幕。本申请采用ARM处理器作为核心处理单元，利用其虚拟化特性向上层提供虚拟化服务；基于ARINC653分区思想将系统资源进行冗余划分，实现多个虚拟机和分区相互隔离的运行在同一个ARM硬件平台上，极大的保证了分区的安全性；相较于现有的边缘控制系统，具有安全性强、资源利用率高等特点。

Description

一种同时支持虚拟机及ARINC653分区的边缘控制系统
技术领域
本发明涉及边缘控制系统技术领域，具体涉及一种同时支持虚拟机及ARINC653分区的边缘控制系统。
背景技术
边缘计算节点通常具有资源利用率低、安全性差等特点，但是随着嵌入式系统的发展，嵌入式设备的性能得到了很大的提升，对于支持硬件虚拟化的设备来讲，基于虚拟化技术可以有效地划分系统资源，提高系统资源的利用率。利用虚拟化技术可以实现在单个物理平台上虚拟化出多个虚拟机，为虚拟机提供隔离的环境。基于ARINC分区的思想，可以提前对系统资源进行冗余划分，保证时间和空间的隔离，进而确保分区的安全性。
发明内容
本发明提供一种同时支持虚拟机及ARINC653分区的边缘控制系统，既能够支持虚拟化又能够支持分区，具有安全性强、资源利用率高等特点。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种同时支持虚拟机及ARINC653分区的边缘控制系统，包括虚拟机模块、分区模块、存储模块、输入输出模块、网络通信模块；
所述虚拟机模块包括硬件初始化单元、虚拟机配置单元、虚拟机通信单元、虚拟机任务配置单元、虚拟机控制单元、数据显示单元；
所述分区模块包括分区任务配置单元、分区间通信单元、任务调度单元、任务管理单元；
所述输入输出模块包括键盘、鼠标、屏幕。
作为上述方案的优选，还包括分别与各模块相连接的处理器，所述处理器采用ARM处理器，具体为cortexA53处理器，利用其虚拟化特性提供虚拟化支持，以构建出若干相互隔离的虚拟机。
作为上述方案的优选，所述系统基于ARINC653标准，通过图形化配置的方式提前对系统的软硬件资源进行冗余划分，为各个分区提供相互隔离的计算环境。
作为上述方案的优选，所述虚拟机配置单元支持图形化配置的方式对虚拟机进行配置，在配置界面上完成对虚拟机的配置，动态创建虚拟机，配置选项能够在屏幕上显示。
作为上述方案的优选，所述虚拟机任务配置单元和分区任务配置单元均支持图形化配置的方式，并能够根据任务的数量、紧急程度、复杂程度指标将任务进行配置分配到虚拟机中或者ARINC653分区中执行，配置选项能够在屏幕上显示。
作为上述方案的优选，图形化配置界面在外接的显示器上显示。
作为上述方案的优选，所述虚拟机通信单元采用共享内存的通信方式，能够保证在不同虚拟机上运行的任务相互之间高效通信；所述分区间通信单元采用通道-端口的通信方式。
作为上述方案的优选，所述虚拟机控制单元通过输入输出模块获得对虚拟机的控制指令，完成对虚拟机的控制操作。
作为上述方案的优选，所述存储模块包括flash、TF-card，用于将任务的结果保存在存储模块中。
作为上述方案的优选，所述网络通信模块通过以太网卡或WIFI来保证虚拟机与外界的互联通信。
由于具有上述结构，本发明的有益效果在于：
本申请采用ARM处理器作为核心处理单元，利用其虚拟化特性向上层提供虚拟化服务；基于ARINC653分区思想将系统资源进行冗余划分，实现多个虚拟机和分区相互隔离的运行在同一个ARM硬件平台上，极大的保证了分区的安全性；能够根据任务的数量、紧急程度、复杂程度等指标将任务分配到虚拟机中执行；支持虚拟机之间的通信以及与虚拟机与外部世界的网络连接；相比较于现有的边缘控制系统，本申请的边缘控制系统，既能够支持虚拟化又能够支持分区，具有安全性强、资源利用率高等特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的运行流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2所示，本实施例提供一种同时支持虚拟机及ARINC653分区的边缘控制系统，包括虚拟机模块、分区模块、存储模块、输入输出模块、网络通信模块；
所述虚拟机模块包括硬件初始化单元、虚拟机配置单元、虚拟机通信单元、虚拟机任务配置单元、虚拟机控制单元、数据显示单元；
所述分区模块包括分区任务配置单元、分区间通信单元、任务调度单元、任务管理单元；
所述输入输出模块包括键盘、鼠标、屏幕等常用的设备。
在本实施例中，还包括分别与各模块相连接的处理器，所述处理器采用ARM处理器，具体为cortexA53处理器，利用其虚拟化特性提供虚拟化支持，以构建出若干相互隔离的虚拟机。
在本实施例中，所述系统基于ARINC653标准，通过图形化配置的方式提前对系统的软硬件资源进行冗余划分，为各个分区提供相互隔离的计算环境。
在本实施例中，所述虚拟机配置单元支持图形化配置的方式对虚拟机进行配置，在配置界面上完成对虚拟机的配置，动态创建虚拟机，配置选项能够在屏幕上显示。
在本实施例中，所述虚拟机任务配置单元和分区任务配置单元均支持图形化配置的方式，并能够根据任务的数量、紧急程度、复杂程度指标将任务进行配置分配到虚拟机中或者ARINC653分区中执行，配置选项能够在屏幕上显示。
在本实施例中，图形化配置界面在外接的显示器上显示。
在本实施例中，所述虚拟机通信单元采用共享内存的通信方式，能够保证在不同虚拟机上运行的任务相互之间高效通信；所述分区间通信单元采用通道-端口的通信方式。
在本实施例中，所述虚拟机控制单元通过输入输出模块获得对虚拟机的控制指令，完成对虚拟机的控制操作。
在本实施例中，所述存储模块包括flash、TF-card，用于将任务的结果保存在存储模块中。
在本实施例中，所述网络通信模块通过以太网卡或WIFI来保证虚拟机与外界的互联通信，虚拟机之间的通信通过软件机制来实现。
上述结构的公祖过程原理：
在设备启动后，所述边缘控制系统通过硬件初始化单元自动完成硬件资源的初始化，在此过程中会检测硬件的状态是否正常，然后通过输入输出模块的键盘和鼠标获得用户的输入，将用户的输入传递到虚拟化模块中，执行相应的选择，并根据接收到的用户输入的选择来配置和创建虚拟机，虚拟机创建完成后，等待用户的输入，按照任务需求来启动虚拟机运行，并将最后的结果在显示屏上显示。
本申请ARM处理器作为核心处理单元，利用其虚拟化特性向上层提供虚拟化服务。基于ARINC653分区思想将系统资源进行冗余划分，极大的保证了分区的安全性。本申请既能够支持虚拟化又能够支持分区，具有安全性强、资源利用率高等特点。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种同时支持虚拟机及ARINC653分区的边缘控制系统，其特征在于：包括虚拟机模块、分区模块、存储模块、输入输出模块、网络通信模块；
所述虚拟机模块包括硬件初始化单元、虚拟机配置单元、虚拟机通信单元、虚拟机任务配置单元、虚拟机控制单元、数据显示单元；
所述分区模块包括分区任务配置单元、分区间通信单元、任务调度单元、任务管理单元；
所述输入输出模块包括键盘、鼠标、屏幕。
2.根据权利要求1所述的同时支持虚拟机及ARINC653分区的边缘控制系统，其特征在于：还包括分别与各模块相连接的处理器，所述处理器采用ARM处理器，具体为cortexA53处理器，利用其虚拟化特性提供虚拟化支持，以构建出若干相互隔离的虚拟机。
3.根据权利要求1所述的同时支持虚拟机及ARINC653分区的边缘控制系统，其特征在于：所述系统基于ARINC653标准，通过图形化配置的方式提前对系统的软硬件资源进行冗余划分，为各个分区提供相互隔离的计算环境。
4.根据权利要求1所述的同时支持虚拟机及ARINC653分区的边缘控制系统，其特征在于：所述虚拟机配置单元支持图形化配置的方式对虚拟机进行配置，在配置界面上完成对虚拟机的配置，动态创建虚拟机，配置选项能够在屏幕上显示。
5.根据权利要求1所述的同时支持虚拟机及ARINC653分区的边缘控制系统，其特征在于：所述虚拟机任务配置单元和分区任务配置单元均支持图形化配置的方式，并能够根据任务的数量、紧急程度、复杂程度指标将任务进行配置分配到虚拟机中或者ARINC653分区中执行，配置选项能够在屏幕上显示。
6.根据权利要求4或5所述的同时支持虚拟机及ARINC653分区的边缘控制系统，其特征在于：图形化配置界面在外接的显示器上显示。
7.根据权利要求1所述的同时支持虚拟机及ARINC653分区的边缘控制系统，其特征在于：所述虚拟机通信单元采用共享内存的通信方式，能够保证在不同虚拟机上运行的任务相互之间高效通信；所述分区间通信单元采用通道-端口的通信方式。
8.根据权利要求1所述的同时支持虚拟机及ARINC653分区的边缘控制系统，其特征在于：所述虚拟机控制单元通过输入输出模块获得对虚拟机的控制指令，完成对虚拟机的控制操作。
9.根据权利要求1所述的同时支持虚拟机及ARINC653分区的边缘控制系统，其特征在于：所述存储模块包括flash、TF-card，用于将任务的结果保存在存储模块中。
10.根据权利要求1所述的同时支持虚拟机及ARINC653分区的边缘控制系统，其特征在于：所述网络通信模块通过以太网卡或WIFI来保证虚拟机与外界的互联通信。
CN202110611826.1A 2021-06-02 2021-06-02 一种同时支持虚拟机及arinc653分区的边缘控制系统 Pending CN113448684A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110611826.1A CN113448684A (zh) 2021-06-02 2021-06-02 一种同时支持虚拟机及arinc653分区的边缘控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110611826.1A CN113448684A (zh) 2021-06-02 2021-06-02 一种同时支持虚拟机及arinc653分区的边缘控制系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113448684A true CN113448684A (zh) 2021-09-28

Family

ID=77810670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110611826.1A Pending CN113448684A (zh) 2021-06-02 2021-06-02 一种同时支持虚拟机及arinc653分区的边缘控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113448684A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105117279A (zh) * 2015-07-29 2015-12-02 西北工业大学 Windows下的机载操作系统分区通信方法
WO2017063512A1 (zh) * 2015-10-15 2017-04-20 成都电科致远网络科技有限公司 应用于虚拟化桌面场景的存储服务平台及其实现方法
CN110427246A (zh) * 2019-06-29 2019-11-08 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 多核虚拟分区重构系统
CN110471647A (zh) * 2019-08-13 2019-11-19 上海航天计算机技术研究所 基于微内核架构的嵌入式分区操作系统及其设计方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105117279A (zh) * 2015-07-29 2015-12-02 西北工业大学 Windows下的机载操作系统分区通信方法
WO2017063512A1 (zh) * 2015-10-15 2017-04-20 成都电科致远网络科技有限公司 应用于虚拟化桌面场景的存储服务平台及其实现方法
CN110427246A (zh) * 2019-06-29 2019-11-08 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 多核虚拟分区重构系统
CN110471647A (zh) * 2019-08-13 2019-11-19 上海航天计算机技术研究所 基于微内核架构的嵌入式分区操作系统及其设计方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
欧阳湘臻，朱怡安，李联，史先琛: "一种安全关键的嵌入式实时操作系统内核设计", 《计算机工程》, pages 1 - 2 *
顾峰: "在ARM虚拟化环境中实现ARINC 653分区的研究", 硕士电子期刊, no. 2016 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11934883B2 (en) Computer cluster arrangement for processing a computation task and method for operation thereof
US9667749B2 (en) Client-initiated leader election in distributed client-server systems
JP6355114B2 (ja) リソース処理方法、オペレーティング・システム、およびデバイス
CN112286645B (zh) 一种gpu资源池调度系统及方法
US9558025B2 (en) Inter-board virtualization management for managing hardware resources corresponding to interrupts
CN110888743A (zh) 一种gpu资源使用方法、装置及存储介质
CN106537336B (zh) 云固件
EP3627319B1 (en) Display resource scheduling method and device for embedded system
JP2016541072A5 (zh)
US11740921B2 (en) Coordinated container scheduling for improved resource allocation in virtual computing environment
CN111669284B (zh) OpenStack自动化部署方法、电子设备、存储介质及系统
CN111694789A (zh) 嵌入式可重构异构测定方法、系统、存储介质、处理器
EP3442203A1 (en) Method and device for migrating virtual machine and virtualization system
CN106844008A (zh) 一种数据操作的方法、设备及系统
CN113448684A (zh) 一种同时支持虚拟机及arinc653分区的边缘控制系统
CN117742891A (zh) 带vDPA设备的虚拟机的创建方法、装置、设备及存储介质
CN118151854A (zh) Dsc数据库集群的部署方法、装置、电子设备及存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20230506

Address after: No. 717, Jiefang Avenue, Qiaokou District, Wuhan City, Hubei Province 430000

Applicant after: NAVAL University OF ENGINEERING

Address before: No. 717, Jiefang Avenue, Qiaokou District, Wuhan City, Hubei Province 430000

Applicant before: Tian Bin

Applicant before: Zhu Yian

Applicant before: Li Lian