一种工业物联网操作系统的虚拟化方法及应用其的系统与流程

本申请涉及工业物联网技术及虚拟化，尤其涉及一种工业物联网操作系统的虚拟化方法及应用其的系统。

背景技术：

1、随着物联网技术的发展，物联网的应用需求也日渐复杂多样。xiuos(全称为xindustrial ubiquitous operating system，翻译为矽璓)工业物联网操作系统是一款面向工业物联场景的泛在操作系统，源自人机物融合计算和第四次工业革命产业需求的碰撞。尽管xiuos工业物联网操作系统具备“感知通算”一体化特性，但其在复杂工业环境中承载的任务往往有着不同的可靠性、实时性和验证级别，如何保证不同关键性任务之间的相互隔离以及实时性成为了充分发挥工业物联操作系统“感知通算”一体化特性所必须解决的难题。

2、hypervisor是一种系统软件，被称为超级监视器。虚拟机监视器允许在同一台物理计算机上运行多个虚拟机，每个虚拟机都可以运行不同的操作系统和应用程序，而虚拟机监视器负责管理和协调这些虚拟机的资源和硬件访问，并提供虚拟化的环境。

3、现有技术中将xiuos工业物联网操作系统和虚拟机监视器结合，然而却不能确保不同单元之间具备强隔离性的同时满足工业物联场景下的实时性要求。

技术实现思路

1、基于上述技术问题，本申请旨在提供一种工业物联网操作系统的虚拟化方法及应用其的系统，以解决工业物联网操作系统在虚拟机监视器层如何实现的问题。

2、本申请第一方面提供了一种工业物联网操作系统的虚拟化方法，所述方法包括：

3、创建目标工业物联网操作系统的第一虚拟机配置文件，并在所述第一虚拟机配置文件中配置所述目标工业物联网操作系统的硬件资源；

4、创建预设实时操作系统的第二虚拟机配置文件，并在所述第二虚拟机配置文件中配置所述预设实时操作系统的硬件资源；

5、基于所述第一虚拟机配置文件和所述第二虚拟机配置文件编译虚拟机监视器源代码，并根据编译结果得到镜像文件；

6、基于预先下载的引导加载程序和所述镜像文件，在启动目标工业物联网操作系统后跳转至虚拟机监视器，以监控所述目标工业物联网操作系统和所述预设实时操作系统作为虚拟机进行工作。

7、在本申请的一些实施例中，所述硬件资源包括处理器、存储器和uart接口。

8、在本申请的一些实施例中，所述基于所述第一虚拟机配置文件和所述第二虚拟机配置文件编译虚拟机监视器源代码，并根据编译结果得到镜像文件，包括：

9、基于所述第一虚拟机配置文件和所述第二虚拟机配置文件修改虚拟机监视器源代码；

10、编译修改后的虚拟机监视器源代码，得到虚拟机监视器二进制文件；

11、分别编译所述目标工业物联网操作系统和所述预设实时操作系统的应用程序，得到第一客户二进制文件和第二客户二进制文件；

12、将所述虚拟机监视器二进制文件、所述第一客户二进制文件和所述第二客户二进制文件进行打包，得到镜像文件。

13、在本申请的一些实施例中，所述基于预先下载的引导加载程序和所述镜像文件，在启动目标工业物联网操作系统后跳转至虚拟机监视器，包括：

14、将预先下载的引导加载程序和所述镜像文件拷贝至预设sd卡；

15、将所述预设sd卡插入预设开发板，启动目标工业物联网操作系统；

16、在启动目标工业物联网操作系统后跳转至虚拟机监视器。

17、在本申请的一些实施例中，所述将所述预设sd卡插入预设开发板，启动目标工业物联网操作系统，包括：

18、将所述预设sd卡插入预设开发板的预设卡槽并给所述预设卡槽上电以读取所述预设sd卡中的引导加载程序，以启动引导界面；

19、在所述引导界面中使用预设命令，启动目标工业物联网操作系统。

20、在本申请的一些实施例中，在所述基于预先下载的引导加载程序和所述镜像文件，在启动目标工业物联网操作系统后跳转至虚拟机监视器之后，还包括：

21、在启动目标工业物联网操作系统后，所述目标工业物联网操作系统降级为第一虚拟机；

22、将所述预设实时操作系统作为第二虚拟机；

23、虚拟机监视器按已配置的硬件资源信息为所述第一虚拟机和所述第二虚拟机重新分配硬件资源。

24、在本申请的一些实施例中，所述监控所述目标工业物联网操作系统和所述预设实时操作系统作为虚拟机进行工作，包括：

25、监控所述第一虚拟机执行所述第一虚拟机内的应用程序；

26、监控所述第二虚拟机执行所述第二虚拟机内的应用程序；

27、监控所述第一虚拟机和所述第二虚拟机通过uart接口进行通信。

28、本申请第二方面提供了一种工业物联网操作系统，所述系统应用本申请各实施例中所述工业物联网操作系统的虚拟化方法。

29、本申请第三方面提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时，使得处理器执行本申请各实施例中所述工业物联网操作系统的虚拟化方法。

30、本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本申请各实施例中所述工业物联网操作系统的虚拟化方法。

31、本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

32、本申请各实施例中的所述工业物联网操作系统的虚拟化方法创建目标工业物联网操作系统的第一虚拟机配置文件，并在所述第一虚拟机配置文件中配置所述目标工业物联网操作系统的硬件资源，创建预设实时操作系统的第二虚拟机配置文件，并在所述第二虚拟机配置文件中配置所述预设实时操作系统的硬件资源，基于所述第一虚拟机配置文件和所述第二虚拟机配置文件编译虚拟机监视器源代码，并根据编译结果得到镜像文件，基于预先下载的引导加载程序和所述镜像文件，在启动目标工业物联网操作系统后跳转至虚拟机监视器，以监控所述目标工业物联网操作系统和所述预设实时操作系统作为虚拟机进行工作，如此，实现了工业物联网操作系统的虚拟化，使得工业物联网终端能并行地运行多个操作系统，隔离了实时任务与非实时任务，进而能应对各种复杂工业环境。

33、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

技术特征：

1.一种工业物联网操作系统的虚拟化方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述工业物联网操作系统的虚拟化方法，其特征在于，所述硬件资源包括处理器、存储器和uart接口。

3.根据权利要求1所述工业物联网操作系统的虚拟化方法，其特征在于，所述基于所述第一虚拟机配置文件和所述第二虚拟机配置文件编译虚拟机监视器源代码，并根据编译结果得到镜像文件，包括：

4.根据权利要求2所述工业物联网操作系统的虚拟化方法，其特征在于，所述基于预先下载的引导加载程序和所述镜像文件，在启动目标工业物联网操作系统后跳转至虚拟机监视器，包括：

5.根据权利要求4所述工业物联网操作系统的虚拟化方法，其特征在于，所述将所述预设sd卡插入预设开发板，启动目标工业物联网操作系统，包括：

6.根据权利要求5所述工业物联网操作系统的虚拟化方法，其特征在于，在所述基于预先下载的引导加载程序和所述镜像文件，在启动目标工业物联网操作系统后跳转至虚拟机监视器之后，还包括：

7.根据权利要求6所述工业物联网操作系统的虚拟化方法，其特征在于，所述监控所述目标工业物联网操作系统和所述预设实时操作系统作为虚拟机进行工作，包括：

8.一种工业物联网操作系统，其特征在于，所述系统应用如权利要求1-7任意一项所述工业物联网操作系统的虚拟化方法。

9.一种电子设备，包括存储器和处理器，其特征在于，存储器中存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时，使得处理器执行如权利要求1-7任意一项所述工业物联网操作系统的虚拟化方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任意一项所述工业物联网操作系统的虚拟化方法。

技术总结
本申请涉及一种工业物联网操作系统的虚拟化方法及应用其的系统。所述方法包括：创建目标工业物联网操作系统的第一虚拟机配置文件，并在第一虚拟机配置文件中配置目标工业物联网操作系统的硬件资源；创建预设实时操作系统的第二虚拟机配置文件，并在第二虚拟机配置文件中配置预设实时操作系统的硬件资源；基于所述两个配置文件编译虚拟机监视器源代码，并根据编译结果得到镜像文件；基于预先下载的引导加载程序和镜像文件，在启动目标工业物联网操作系统后跳转至虚拟机监视器，以监控目标工业物联网操作系统和预设实时操作系统作为虚拟机进行工作。实现了工业物联网操作系统的虚拟化，隔离了实时任务与非实时任务。

技术研发人员：黄琛,王国柱,刘伟超,句秋月,杜婉婧
受保护的技术使用者：浙江省北大信息技术高等研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24