一种在监护仪上安全运行桌面应用程序的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗技术领域，尤其涉及一种在监护仪上安全运行桌面应用程序的系统。
【背景技术】
[0002]在监护仪上，为运行Windows桌面应用程序，多采取监护仪内置PC机，通过硬件技术使PC机和监护仪共用I个显示屏的方法。该技术需要监护仪包含2个主控CPU，I个为监护仪专用，另I个为PC专用。2个主控CPU方案的主要缺点有:成本高；整机体积或厚度增加不利于设计美观和轻便的产品；散热困难；Β0Μ内容多，维护量大；监护仪和PC机之间的数据交换困难。
[0003]一般地，增加专用的硬件设备和软件功能模块可以解决监护仪和PC机的通信问题，但进一步增加了系统复杂度和成本，因此内置PC方案不是最优的。一种替代方案是，只用I台PC,在PC上同时运行监护仪和Windows桌面应用程序；由于Windows操作系统本身是面向桌面和服务器领域的操作系统，实时性较差，难以满足监护仪的实时性要求，因此该方案可行性较低。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本发明通过在物理硬件上虚拟PC系统运行桌面应用软件，同时直接在物理硬件上运行监护仪系统。本发明提供的技术方案具体如下:
一种在监护仪上安全运行桌面应用程序的系统，包括:
设置在所述监护仪的Windows操作系统和物理硬件之间的硬件虚拟器，所述硬件虚拟器用于虚拟出一虚拟硬件，并控制该虚拟硬件以及所述物理硬件的运行；
所述监护仪的Windows操作系统在所述虚拟硬件上运行桌面应用程序，其与所述虚拟硬件和所述桌面应用程序构成PC系统；所述监护仪的监护仪系统独立于所述Windows操作系统，运行在所述物理硬件之上。
[0005]其中，所述硬件虚拟器内置操作系统或使用外置的宿主操作系统。
[0006]其中，所述硬件虚拟器为虚拟机管理器，其虚拟出的虚拟硬件为虚拟机。
[0007]其中，所述硬件虚拟器为仿真器，其虚拟出的虚拟硬件为仿真硬件。
[0008]其中，所述监护仪的监护仪系统与所述PC系统使用相互隔离的不同CPU。
[0009]其中，所述虚拟机管理器通过控制CPU使用时间配额的方式隔离所述监护仪系统与所述PC系统在不同的时间使用单路内核的同一 CPU。
[0010]其中，所述虚拟机管理器通过将所述监护仪系统与所述PC系统运行的程序分别绑定在CPU的不同核心或不同的CPU的方式隔离所述监护仪系统与所述PC系统使用CPU。
[0011]其中，所述监护仪的监护仪系统与所述PC系统使用存储空间相互隔离的外部存储器。
[0012]其中，所述监护仪的监护仪系统与所述PC系统使用接口相互隔离的网络控制器。
[0013]其中，所述监护仪的监护仪系统与所述PC系统共享或独立使用屏幕或输入设备。
[0014]实施本发明，监护仪系统和windows桌面应用程序既共享了物理硬件资源，降低了系统复杂度和成本；又能保持相互隔离，使得桌面应用软件的运行和异常不会影响监护仪系统的可靠性和实时性。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本发明提供的一种在监护仪上安全运行桌面应用程序的系统实施例一的结构图。
[0017]图2为本发明提供的一种在监护仪上安全运行桌面应用程序的系统实施例二的结构图。
[0018]图3为本发明提供的一种在监护仪上安全运行桌面应用程序的系统实施例三的结构图。
[0019]图4为本发明提供的一种在监护仪上安全运行桌面应用程序的系统的工作流程实施例一的流程图。
[0020]图5为本发明提供的一种在监护仪上安全运行桌面应用程序的系统中为虚拟机分配资源的结构图。
[0021]图6、图7为本发明提供的一种在监护仪上安全运行桌面应用程序的系统中的CPU隔离的流程图。
[0022]图8为本发明提供的一种在监护仪上安全运行桌面应用程序的系统中的从虚拟机中的Windows应用程序到物理硬件的一次完整访存操作过程示意图；
图9为本发明提供的一种在监护仪上安全运行桌面应用程序的系统中的为外部存储器隔离的结构图。
[0023]图10为本发明提供的一种在监护仪上安全运行桌面应用程序的系统中的外部存储器隔离的实施流程图。
[0024]图11为本发明提供的一种在监护仪上安全运行桌面应用程序的系统中的网络接口隔离的结构图。
[0025]图12为本发明提供的一种在监护仪上安全运行桌面应用程序的系统中的屏幕和输入设备的隔离或非隔离的流程图。
【具体实施方式】
[0026]本发明提供的一种在监护仪上安全运行桌面应用程序的系统，包括:
设置在所述监护仪的Windows操作系统和物理硬件之间的硬件虚拟器，所述硬件虚拟器用于虚拟出一虚拟硬件，并控制该虚拟硬件以及物理硬件的运行；
所述监护仪的Windows操作系统在所述虚拟硬件上运行桌面应用程序，其与所述虚拟硬件和所述桌面应用程序构成模拟PC系统；所述监护仪的监护仪系统独立于所述Windows操作系统，运行在所述物理硬件上，其中，所述硬件虚拟器内置操作系统或使用外置的宿主操作系统。
[0027]在具体实现中，所述硬件虚拟器可以为虚拟机管理器，其虚拟的硬件为虚拟机。例如，存在为物理硬件HardwareA编译的软件SoftwareA,和另一物理硬件HardwareB,HardwareA和HardwareB指令集和中断系统可以是兼容的，也可以不是。在物理硬件HardwareB上增加一个软件层可模拟HardwareA的指令集、中断和物理地址空间，从而SoftwareA能通过直接运行在该软件层的方式间接运行在HardwareB上。增加的这层软件被称为虚拟机管理器(Virtual Machine Monitor,VMM),被模拟的HardwareA资源被合称为虚拟机(Virtual Machine, VM), HardwareB被称为物理硬件，SoftwareA被称为客户软件。VMM通过VM提供各种虚拟硬件资源，运行在之上的SoftwareA可将其视为完整的硬件环境。
[0028]在另一种实现方式中，所述硬件虚拟器为仿真器，其虚拟的硬件为仿真硬件。仿真方式是指，在客户软件执行之前，虚拟机管理器把客户软件SoftwareA的二进制镜像中适用于硬件HardwareA指令集的指令翻译成适用于硬件HardwareB指令集的指令,再把翻译后的指令交给硬件HardwareB执行；所谓直接虚拟方式是指，由于HardwareA和HardwareB指令集兼容，因此SoftwareA的可以直接在HardwareB上执行,前提是，SoftwareA所需要的其它硬件资源也已被VMM虚拟出来，如中断、物理地址空间等。
[0029]以下将分别描述硬件虚拟器的两种实现方式:
参见图1，为本发明提供的在监护仪上安全运行桌面应用程序的系统的实施例一的结构示意图。
[0030]在Windows操作系统10和物理硬件20 (又称硬件20)之间增加一个系统监控程序(虚拟机管理器，VMM) 30。虚拟机管理器30向上层提供物理硬件20的抽象(虚拟机，VM)40，虚拟机管理器30管理所有虚拟机40的运行，虚拟机管理器30可以内置操作系统，也可使用外置的宿主操作系统，图1所示为使用外置宿主操作系统80的情形。
[0031]Windows操作系统10运行在虚拟机40之上，Windows操作系统10、虚拟机40和Windows应用程序50构成通常意义的模拟PC系统(PC系统70)。对Windows操作系统10而言，虚拟机40是拥有CPU、内存、系统总线、控制器和各种外设等硬件资源的完整的主机，且这些资源的硬件接口完全兼容Windows操作系统，因此，虽然这些硬件资源都是虚拟的，但是Windows操作系统10可以和处理物理硬件20资源一样处理它们,且Windows操作系统10本身无需任何改动。虚拟机管理器30控制其下层的物理硬件20。物理硬件20包含真实存在的CPU、内存、系统总线、控制器、外设等物理硬件资源。由于虚拟机40具备完整和接口兼容的硬件环境，因此在不修改Windows操作系统10本身的前提下，可运行已