实时响应的嵌入式系统虚拟化微内核架构

嵌入式系统的虚拟化要求实时性要求高的任务运行在实时(Real Time)的来宾操作系统上,非实时性的任务运行在GPOS(General Purpose)的来宾操作系统。现有的半虚拟化(PV)方案,实时性较差,无法满足嵌入式系统的要求。提出一个虚拟化微内核架构,在内存管理方面,设置三个内存特权级别,并启用域访问控制功能来禁止guest kernel的访问;实行中断虚拟化,提出虚拟GIC(vGIC)方案来控制中断;设置共享内存区,通过VM/VMM共享来解决大量的Hyper-call造成的开销问题;使用简单而优化的异步通信方法来代替传统的同步IPC模型来降低复杂度;在定时器方面,提出了一种高精度的定时器虚拟化方法来提高实时操作系统的可调度性;在调度器方面,采用基于优先级的抢占式循环策略。该架构可提高嵌入式系统在ARM处理器平台虚拟化的实时性。     

基于微内核的嵌入式实时OS设计

本文主要阐述了微内核操作系统用于嵌入式实时应用中存在的问题的基础上,从性能、扩展性和灵活性方面提出了改进的思路,并最终给出了一个适合于嵌入式实时应用的微内核操作系统的模型。     

一种基于微内核虚拟化的设备驱动优化模型

为解决日趋复杂的嵌入式系统的效率和可靠性问题,本文比较并分析了现有的设备驱动模型,针对嵌入式设备对虚拟化的特殊要求,参考L4微内核虚拟化技术,提出了一种新的虚拟设备驱动优化模型,不仅实现了微内核架构中多虚拟机间的驱动共享,并且在提供系统可靠性的同时,弥补了虚拟化技术带来的性能开销,提供了一个在效率、功能和可靠性三方面取得相对均衡的虚拟化环境。     

seL4微内核架构的嵌入式虚拟化技术研究

随着嵌入式硬件技术水平的提升以及嵌入式应用的普及,用户对嵌入式系统可以提供的服务能力与质量水平提出了更高的要求.出于对成本和可靠性方面的考虑,开发者希望可以在同一硬件平台上同时运行多个互不影响的执行环境.本文提出了一种基于seL4微内核架构的嵌入式虚拟化技术,以Chcore微内核为基础,充分利用ARM硬件辅助虚拟化支持...     

嵌入式虚拟化技术

计算机系统虚拟化技术是IT领域近几年的热点技术。虚拟化技术的下一步发展方向是嵌入式系统。嵌入式系统进行虚拟化是在嵌入式硬件平台和操作系统之间加入一层叫做虚拟机管理器的软件,由后者构造出可运行多种操作系统的虚拟机。国外多家公司和大学已对嵌入式虚拟化技术展开研究。嵌入式虚拟化的好处包括减少嵌入式系统开发成本、缩短产品上市周期、利于整合功能、减少功耗、软件资产保值和增强安全性与可靠性。嵌入式虚拟化技术面临的问题包括实时调度问题、嵌入式硬件平台多样性问题、电源管理问题以及跨虚拟机通信问题。嵌入式虚拟化技术将给嵌入式领域带来重大变化,值得关注。     

嵌入式微内核实时操作系统分析与测试

介绍嵌入式微内核实时操作系统的体系结构；针对Wolf嵌入式操作系统，设计一套微内核嵌入式操作系统测试实现方案。在Wolf操作系统支持下，已产业化的阅读不耗电电子书（eBook）验证了Wolf操作系统的可靠性。     

基于Windows Azure平台的虚拟化技术研究

随着云计算的发展,各种云计算平台也像雨后春笋般萌生。虚拟化技术作为云计算的关键技术成为各大云计算平台的核心,Windows Azure云计算平台同样也离不开虚拟化技术的支持。本文以微软Windows Azure平台作为研究对象,分析Windows Azure云计算平台使用虚拟化技术的必要性,研究Windows Azure云计算平台虚拟化技术,从Windows Azure架构上探索虚拟化技术。     

基于虚拟化技术的嵌入式linux实时性研究

随着计算机技术、网络技术和微电子技术的快速发展,嵌入式系统的应用越来越广。嵌入式硬件的快速发展给系统带来了高性能,同时也给虚拟化技术在嵌入式领域的应用带来了曙光。如今,虚拟化技术在桌面,服务器市场已经趋于成熟,但是嵌入式领域还处于探索研究中。虚拟化技术使得同一个硬件平台可以运行多个OS,例如可以整合同一个硬件平台的GPOS和RTOS。虚拟化技术采用了双内核方式改善嵌入式linux的实时性问题,它可以满足硬实时需求。     

基于微内核的虚拟机间通信加速方法

基于微内核的虚拟化架构相较于传统的宏内核虚拟化架构,具有可信计算基小,易于完全形式化验证的特点.然而,在基于微内核的虚拟化架构中,即使在同一物理机上运行的不同虚拟机,虚拟机间通信仍需要通过调用网卡驱动传输数据,通信效率低.针对以上问题,提出了一种同一物理机上不同虚拟机间的通信加速方法,通过在网络服务中加入通信数据选择模块和转发模块,使得虚拟机间数据的传输可以直接在内存中完成.实验表明,可以有效提高虚拟机间的通信效率.     

基于嵌入式虚拟化技术的手机安全方案

分析了当前手机领域面临的安全问题和现有手机安全解决方案的不足。提出了一种基于轻量级执行环境的嵌入式系统虚拟化模型;并在该模型的基础上实现了新的手机安全解决方案。通过仿真实验,可以证明该方案以极小的性能代价提高了手机系统的安全性。     

混合型虚拟化资源管理系统

虚拟化发展呈现出多样化的发展趋势,主要包括Hypervisor和Container两类.前者隔离型好,操作便捷;后者轻量级,供给快捷.随着IT技术的快速发展和应用深入,复杂应用需要协调两类虚拟化对外界提供服务.提出了一种两级资源管理方法,第一级调度用以解决物理资源监测、统计、分配决策和隔离,使得单一物理资源具有多种虚拟化资源抽象能力;第二级调度用于解决用户资源需求与底层物理资源的放置,以达到提高物理资源利用率的目的.同时第一级调度还考虑异构物理资源的差异性,引入加权DRF算法评价异构物理资源对应用性能的影响.基于CloudSuite测试基准显示,在保障QoS前提下,该系统整个资源利用率有效的提升了20%左右.     

基于嵌入式技术的温度测量系统

采用可编程单总线数字式温度传感器DS18B20,以嵌入式系统作为现场处理单元,并利用中间件技术实现了与上位机的实时数据交换。实验表明,该温度测量系统具有较高的可靠性和精度。     

服务器虚拟化技术在计算机实验室的实践应用

利用服务器虚拟化技术可以非常经济地搭建出先进的实验教学平台。基于虚拟技术的实验平台能够以简单的方式模拟出各种IT环境,起到了支持各学科的实验教学的作用,符合计算机实验教学的发展趋势。文章在探讨多种服务器虚拟化产品特点的基础上,结合高校计算机实验中心的建设,给出了一个具有应用价值的、基于虚拟化技术的实验教学平台解决方案：     

基于Keil C51的嵌入式软件外设虚拟化设计与实现

航空航天控制领域嵌入式软件测试主要存在软件运行物理环境受限和软件测试覆盖性不足等问题,为解决以上问题,对嵌入式软件的外部设备进行了研究,构建了数字化测试平台替代实物环境的方案,设计并完成了平台的总线1553B、总线RS422、AD采集、I/O等外部设备;并模拟了平台嵌入式软件真实的运行环境,使测试过程不受实物环境制约,测试激励的注入不受任何限制,保障了测试的充分性;最后,以某电源下位机测试过程为例,实现了故障注入、边界测试,验证了平台在嵌入式软件测试中的有效性和可靠性。     

基于ARM虚拟化扩展的安全防护技术

近几年来,随着移动平台用户量的增加,移动平台安全成为安全领域关注的焦点.而ARM的虚拟化扩展,使得如何基于虚拟化技术进行移动平台的安全防护成为一个研究热点.本文首先介绍了虚拟化技术的分类以及早期的相关研究.然后,给出了ARM虚拟化扩展的相关概念,并与x86虚拟化扩展进行了对比.随后重点介绍了基于硬件辅助虚拟化技术的安全研究现状,主要包括通用的系统框架以及针对特定攻击的安全工具.最后,本文对基于ARM虚拟化扩展的安全防护技术的发展方向进行了展望.     

基于LXC的Android系统虚拟化技术

虚拟化技术的研究正逐渐从高性能服务器端转向移动智能设备领域. 现有的虚拟化方案多是采用多内核方案,系统负载高,效率低. 针对车载系统等平台多屏显示以及资源受限等问题,本文提出一种基于容器技术的Android轻量级虚拟化方案. 该方案通过利用Namespace资源隔离机制和Cgroup资源分配机制,使得ARM平台在资源使用较少的同时,能够同时启动多个Android虚拟机,并且各虚拟机上的屏幕显示相互独立. 测试结果表明,该方案的内存占用率较双系统方案降低了7%,而平均CPU使用率较原生Android系统仅增加了1%.     

基于虚拟化技术的企业信息服务系统设计

对虚拟化技术进行了探讨,从节约资源和提高性能等方面对虚拟化技术在企业信息系统中的应用进行了研究。设计了一个基于虚拟化技术的企业信息服务系统,实现了对企业信息服务的合理部署、有效管理和充分利用。