一种边缘计算机操作系统技术方案

本发明专利技术提供一种边缘计算机操作系统，包括自下而上依次设置的基本机制层、服务层以及应用层；所述基本机制层包括资源框架单元、核心服务单元、中断服务单元以及内存服务单元，服务层包括驱动管理服务单元、网络服务单元、消息管理服务单元、文件系统服务单元、I/O服务单元以及函数服务单元。基本机制层等同于微内核操作系统的内核，用于提供基础的运行环境；资源框架单元负责抽象软硬件计算资源的差异；核心服务单元提供服务管理、消息通信、端口调度等功能；中断服务单元负责系统中断硬件初始化、中断向量表建立以及处理程序等；内存服务单元负责构建存储模型；解决了边缘计算平台下的可扩展性、可裁剪性及鲁棒性的问题。

An edge computer operating system

The invention provides an edge computer operating system, including the basic mechanism layer, service layer and application layer set from bottom to top. The basic mechanism layer includes the resource framework unit, the core service unit, the interrupt service unit and the memory service unit, and the service layer includes the driver management service unit, the network service. Cell, message management service unit, file system service unit, I/O service unit and function service unit. The basic mechanism layer is equivalent to the kernel of the microkernel operating system, which is used to provide the basic operating environment; the resource framework unit is responsible for abstracting the differences in the computing resources of hardware and software; the core service unit provides service management, message communication, port scheduling and other functions; the interruption service unit negative system interrupts the hardware initialization and interrupt direction. The memory service unit is responsible for building a storage model, which solves the scalability, clipping and robustness of the edge computing platform.

【技术实现步骤摘要】
一种边缘计算机操作系统
本专利技术涉及计算机
，尤其涉及一种边缘计算机操作系统。
技术介绍
数据作为物联网中“云-管-端”三部分的核心，其采集、传输、处理与应用构成了物联网的整个生命周期。其中，云计算将资源集中于数据中心，借助于高效率的计算模式为用户提供应用层、平台层、基础设施层的集中服务。然而随着物联网和移动互联网的高速发展，联网设备、节点出现了爆发式的增长（预计在2020年，突破150亿[5]），网络带宽的瓶颈直接制约了云计算平台的发展。例如，一架波音747喷气发动机在一个半小时内可就其性能和运行状态创造0.5TB的数据，传送所有数据到云中并传回响应数据需要极高的带宽支持。此外，就数据实时性而言，云计算并不能有效满足众多延迟敏感应用的需求，如：矿山瓦斯预警、灾害定位等。为了解决大数据量传输与数据实时性问题，思科(Cisco)于2012年提出了边缘计算（FogComputing）。与云计算相比，边缘计算并非由性能强大的服务器组成，而是由性能较弱、更为分散的异构计算资源组成，可涉及汽车、传感器、微波炉、烤箱、手表等各类物品。边缘计算通过强化独立节点间的局部即时交互和分布式智能，使节点具备自组织、自计算、自反馈的计算功能。边缘计算扩展了以云计算为特征的网络。边缘计算作为物联网的重要组成部分，尚缺乏操作系统对海量异构受限资源进行统一管理。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种边缘计算机操作系统，包括自下而上依次设置的基本机制层、服务层以及应用层；所述所述基本机制层包括资源框架单元、核心服务单元、中断服务单元以及内存服务单元，所述服务层包括驱动管理服务单元、网络服务单元、消息管理服务单元、文件系统服务单元、I/O服务单元以及函数服务单元。更进一步的，所述核心服务单元、所述中断服务单元以及所述内存服务单元位于所述资源框架单元的上方。更进一步的，所述核心服务单元包括服务发现模块、服务命名模块以及端口调度模块。更进一步的，所述应用层上设置有若干编程接口。更进一步的，所述资源框架单元设置有支持获取模块、创建模块、修改模块以及删除模块。本专利技术的边缘计算机操作系统，基于面向服务的构造模型对软硬件资源进行统一管理，并为上层应用程序提供统一的编程模型；基于对操作系统可配置性需求的考虑，操作系统包含基本机制层、服务层以及应用层；其中，所述基本机制层等同于微内核操作系统的内核（不可裁剪）用于提供基础的运行环境。所述资源框架单元负责抽象软硬件计算资源的差异；所述核心服务单元提供服务管理、消息通信、端口调度等功能；所述中断服务单元负责系统中断硬件初始化、中断向量表建立以及处理程序等；所述内存服务单元负责构建存储模型。所述服务层包括库函数、I/O管理、文件系统以及驱动等多类型服务，所述服务层可根据资源限制以及系统需求进行裁剪；所述应用层则负责用户编程规范以提供一致的编程接口。所述边缘计算机操作系统将面向服务的思想引入边缘计算操作系统设计中，解决了边缘计算平台下的可扩展性、可裁剪性及鲁棒性的问题。附图说明图1为本专利技术的边缘计算机操作系统的结构示意图；图2为本专利技术的边缘计算机操作系统的资源框架单元的示意图；图3为本专利技术的边缘计算机操作系统的核心服务单元的示意图；图中标记为：基本机制层1，资源框架单元11，支持获取模块111，创建模块112，修改模块113，删除模块114，核心服务单元12，服务发现模块121，服务命名模块122，端口调度模块123，中断服务单元13，内存服务单元14，服务层2，驱动管理服务单元21，网络服务单元22，消息管理服务单元23，文件系统服务单元24，I/O服务单元25，函数服务单元26，应用层3。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。如图1至图3所示，本专利技术提供一种边缘计算机操作系统，包括自下而上依次设置的基本机制层1、服务层2以及应用层3；所述所述基本机制层1包括资源框架单元11、核心服务单元12、中断服务单元13以及内存服务单元14，所述服务层2包括驱动管理服务单元21、网络服务单元22、消息管理服务单元23、文件系统服务单元24、I/O服务单元25以及函数服务单元26。所述边缘计算操作系统基于面向服务的构造模型对软硬件资源进行统一管理，并为上层应用程序提供统一的编程模型；基于对操作系统可配置性需求的考虑，操作系统包含基本机制层1、服务层2以及应用层3；其中，所述基本机制层1等同于微内核操作系统的内核（不可裁剪）用于提供基础的运行环境。所述资源框架单元11负责抽象软硬件计算资源的差异；所述核心服务单元12提供服务管理、消息通信、端口调度等功能；所述中断服务单元13负责系统中断硬件初始化、中断向量表建立以及处理程序等；所述内存服务单元14负责构建存储模型。所述服务层2包括库函数、I/O管理、文件系统以及驱动等多类型服务，所述服务层2可根据资源限制以及系统需求进行裁剪；所述应用层3则负责用户编程规范以提供一致的编程接口。所述核心服务单元12、所述中断服务单元13以及所述内存服务单元14位于所述资源框架单元11的上方；所述核心服务单元12包括服务发现模块121、服务命名模块122以及端口调度模块123。所述核心服务单元12、所述中断服务单元13以及所述内存服务单元14分别被操作系统统一抽象封装为服务单元，当任务执行时，将利用所述核心服务单元12的服务发现机制与目标服务建立连接，然后利用服务间高效的通信机制完成会话；使用本地服务与远程服务的过程及接口是一致的，这保证了编程模型的一致性。所述应用层3上设置有若干编程接口。所述若干编程接口分别用于与外部进行通讯及数据传输。所述资源框架单元11设置有支持获取模块111、创建模块112、修改模块113以及删除模块114。本专利技术的边缘计算机操作系统，基于面向服务的构造模型对软硬件资源进行统一管理，并为上层应用程序提供统一的编程模型；基于对操作系统可配置性需求的考虑，操作系统包含基本机制层1、服务层2以及应用层3；其中，所述基本机制层1等同于微内核操作系统的内核（不可裁剪）用于提供基础的运行环境。所述资源框架单元11负责抽象软硬件计算资源的差异；所述核心服务单元12提供服务管理、消息通信、端口调度等功能；所述中断服务单元13负责系统中断硬件初始化、中断向量表建立以及处理程序等；所述内存服务单元14负责构建存储模型。所述服务层2包括库函数、I/O管理、文件系统以及驱动等多类型服务，所述服务层2可根据资源限制以及系统需求进行裁剪；所述应用层3则负责用户编程规范以提供一致的编程接口。所述边缘计算机操作系统将面向服务的思想引入边缘计算操作系统设计中，解决了边缘计算平台下的可扩展性、可裁剪性及鲁棒性的问题。以上所述，仅是本专利技术的最佳实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本专利技术技术方案范围情况下，利用上述揭示的方法内容对本专利技术技术方案做出许多可能的变动和修饰，均属于权利要求保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种边缘计算机操作系统，其特征在于：包括自下而上依次设置的基本机制层、服务层以及应用层；所述所述基本机制层包括资源框架单元、核心服务单元、中断服务单元以及内存服务单元，所述服务层包括驱动管理服务单元、网络服务单元、消息管理服务单元、文件系统服务单元、I/O服务单元以及函数服务单元。

【技术特征摘要】
1.一种边缘计算机操作系统，其特征在于：包括自下而上依次设置的基本机制层、服务层以及应用层；所述所述基本机制层包括资源框架单元、核心服务单元、中断服务单元以及内存服务单元，所述服务层包括驱动管理服务单元、网络服务单元、消息管理服务单元、文件系统服务单元、I/O服务单元以及函数服务单元。2.如权利要求1所述的边缘计算机操作系统，其特征在于：所述核心服务单元、所述中断服务单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏飞，李鑫，沈玉彬，张槐春，
申请(专利权)人：苏州商合仕物联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32