虚拟化系统、工作方法、工作设备及可读存储介质与流程

本申请涉及自动化，尤其涉及一种虚拟化系统、工作方法、工作设备及可读存储介质。

背景技术：

1、随着智能制造的数字化、智能化的发展，传统工控系统功能单一、运动控制、视觉分析、人机交互多套系统叠加方式及方案已逐现其各自弊端。针对上述弊端，目前虽然存在有虚拟化解决方案，但是当前虚拟化解决方案的实时性较弱，远无法满足工业控制的高实时性的需求。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种虚拟化方法，旨在解决当前虚拟化解决方案的实时性较弱，远无法满足工业控制的高实时性的需求的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请提供一种虚拟化系统，所述虚拟化系统包括：

3、物理硬件资源层；

4、虚拟化层，用于将物理硬件资源层中物理硬件资源虚拟化为虚拟硬件资源；

5、虚拟机层，用于运行不同类型的操作系统，其中，所述操作系统包括实时操作系统和非实时操作系统，所述实时操作系统所在的实时虚拟机独占虚拟硬件资源中的隔离硬件资源，所述隔离硬件资源包括隔离处理器核心和隔离缓存。

6、可选地，在所述虚拟机层中配置多个实时虚拟机的情况下，不同实时虚拟机分别独占虚拟硬件资源中不同的隔离硬件资源。

7、可选地，所述实时虚拟机独占的隔离缓存中隔离有第一子区域和第二子区域，所述第一子区域与所述实时虚拟机中实时应用程序的关键代码绑定，所述第二子区域与所述实时应用程序的关键数据绑定。

8、可选地，所述物理硬件资源包括物理处理器核心，所述隔离处理器核心包括由物理处理器核心开启超线程后虚拟化的虚拟处理器核心，其中，任意一个物理处理器核心开启超线程后，被虚拟化为多个虚拟处理器核心。

9、可选地，所述虚拟硬件资源还包括共享内存，所述共享内存允许运行在不同虚拟机上的操作系统写入或读取数据，所述共享内存中配置有门铃寄存器，所述门铃寄存器中写入的虚拟机标识用于触发生成虚拟中断，所述虚拟中断用于通知与所述虚拟机标识指向的目标虚拟机读取共享内存中的数据。

10、为实现上述目的，本申请还提供一种虚拟化系统的工作方法，所述虚拟化系统为如上所述的虚拟化系统，所述工作方法包括：

11、响应于用户基于所述虚拟化系统中管理虚拟机的用户操作，对所述虚拟化系统中虚拟机层的各虚拟机进行配置管理。

12、可选地，所述用户操作包括第一操作、第二操作和第三操作，所述对所述虚拟化系统中虚拟机层的各虚拟机进行配置管理的步骤还包括：

13、基于所述第一操作，配置所述虚拟机层中实时虚拟机的独占虚拟硬件资源；

14、基于所述第二操作，控制所述虚拟机层中各虚拟机的启停；

15、基于所述第三操作，对各所述虚拟机上运行的应用程序进行配置。

16、可选地，所述工作方法还包括：

17、对于所述虚拟机层中任意一个虚拟机，在所述虚拟机上运行的操作系统向所述虚拟化系统中的共享内存写入数据后，基于写入数据对应的虚拟机标识触发生成虚拟中断；

18、将所述虚拟中断注入所述虚拟机标识指向的目标虚拟机，以通知目标虚拟机从所述共享内存中读取数据。

19、为实现上述目的，本申请还提供一种虚拟化系统的工作设备，所述虚拟化系统的工作设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的虚拟化系统的工作程序，所述虚拟化系统的工作程序被所述处理器执行时实现如上述的虚拟化系统的工作方法的步骤。

20、为实现上述目的，本申请还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有虚拟化系统的工作程序，所述虚拟化系统的工作程序被处理器执行时实现如上述的虚拟化系统的工作方法的步骤。

21、本申请实施例提出的一种虚拟化系统、工作方法、工作设备及可读存储介质。所述系统包括物理硬件资源层；虚拟化层，用于将物理硬件资源层中物理硬件资源虚拟化为虚拟硬件资源；虚拟机层，用于运行不同类型的操作系统，其中，所述操作系统包括实时操作系统和非实时操作系统，所述实时操作系统所在的实时虚拟机独占虚拟硬件资源中的隔离硬件资源，所述隔离硬件资源包括隔离处理器核心和隔离缓存。可以理解的是，在本申请实施例中由于实时虚拟机独占了虚拟硬件资源中隔离硬件资源，使得实时虚拟机不必与其他非实时虚拟机争夺硬件资源，从而保证了实时虚拟机的实时性，而且实时虚拟机在独占部分处理器核心资源外，也会独占部分缓存资源，从而进一步提升实时虚拟机的实时性，使得本申请中实时虚拟机的实时性能更好。

技术特征：

1.一种虚拟化系统，其特征在于，所述虚拟化系统包括：

2.如权利要求1所述的虚拟化系统，其特征在于，在所述虚拟机层中配置多个实时虚拟机的情况下，不同实时虚拟机分别独占虚拟硬件资源中不同的隔离硬件资源。

3.如权利要求1所述的虚拟化系统，其特征在于，所述实时虚拟机独占的隔离缓存中隔离有第一子区域和第二子区域，所述第一子区域与所述实时虚拟机中实时应用程序的关键代码绑定，所述第二子区域与所述实时应用程序的关键数据绑定。

4.如权利要求3所述的虚拟化系统，其特征在于，所述物理硬件资源包括物理处理器核心，所述隔离处理器核心包括由物理处理器核心开启超线程后虚拟化的虚拟处理器核心，其中，任意一个物理处理器核心开启超线程后，被虚拟化为多个虚拟处理器核心。

5.如权利要求1所述的虚拟化系统，其特征在于，所述虚拟硬件资源还包括共享内存，所述共享内存允许运行在不同虚拟机上的操作系统写入或读取数据，所述共享内存中配置有门铃寄存器，所述门铃寄存器中写入的虚拟机标识用于触发生成虚拟中断，所述虚拟中断用于通知与所述虚拟机标识指向的目标虚拟机读取共享内存中的数据。

6.一种虚拟化系统的工作方法，其特征在于，所述虚拟化系统为如上述权利要求1至5中任意一项所述的虚拟化系统，所述工作方法包括：

7.如权利要求6所述的虚拟化系统的工作方法，其特征在于，所述用户操作包括第一操作、第二操作和第三操作，所述对所述虚拟化系统中虚拟机层的各虚拟机进行配置管理的步骤还包括：

8.如权利要求6所述的虚拟化系统的工作方法，其特征在于，所述工作方法还包括：

9.一种虚拟化系统的工作设备，其特征在于，所述虚拟化系统的工作设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的虚拟化系统的工作程序，所述虚拟化系统的工作程序被所述处理器执行时实现如权利要求6至8中任一项所述的虚拟化系统的工作方法的步骤。

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质为计算可读存储介质，所述可读存储介质上存储有虚拟化系统的工作程序，所述虚拟化系统的工作程序被处理器执行时实现如权利要求6至8中任一项所述的虚拟化系统的工作方法的步骤。

技术总结
本申请公开了一种虚拟化系统、工作方法、工作设备及可读存储介质，涉及自动化技术领域，本申请虚拟化系统包括物理硬件资源层；虚拟化层，用于将物理硬件资源层中物理硬件资源虚拟化为虚拟硬件资源；虚拟机层，用于运行不同类型的操作系统，其中，操作系统包括实时操作系统和非实时操作系统，实时操作系统所在的实时虚拟机独占虚拟硬件资源中的隔离硬件资源，隔离硬件资源包括隔离处理器核心和隔离缓存。由于实时虚拟机独占了虚拟硬件资源中隔离硬件资源，使得实时虚拟机不必与其他非实时虚拟机争夺硬件资源，从而保证了实时虚拟机的实时性，而且实时虚拟机在独占部分处理器核心资源外，也会独占部分缓存资源，从而进一步提升实时虚拟机的实时性。

技术研发人员：王杰生,李刚
受保护的技术使用者：深圳市汇川技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24