一种虚拟硬件系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种虚拟硬件系统，包括：父硬件和虚拟硬件，其中，父硬件与虚拟硬件相连，虚拟硬件输出指令数据，父硬件接收指令数据；父硬件输出指令运行结果，虚拟硬件接收指令运行结果。本实用新型专利技术的虚拟硬件系统，通过系统中的父硬件读取转化一条虚拟硬件的指令数据，根据该指令调用内部资源，并利用调用的内部资源，运行该指令对应的处理流程，减少了指令执行周期，从而提高了虚拟硬件的指令执行速度。而且，本实用新型专利技术不需要在系统中的父硬件和虚拟硬件上分别存储用于实现相同功能的相同逻辑代码，节省了系统资源。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟硬件系统
本技术涉及计算机技术，特别涉及一种虚拟硬件系统。
技术介绍
计算机系统中，包括用于执行特定系统指令集的处理器。不同种类的处理器仅能够执行该类处理器所对应的指令集，即不同处理器的指令集不兼容。然而，通过执行不同的指令集，各类型的处理器能够体现出不同的性能优势，例如Intel80X86中央处理单元(CPU)的指令集基于复杂指令集计算机(CICS)格式，能够实现复杂的处理功能；而Motorola Power PC的指令集，则基于精简指令集计算机(RISC)格式，能够高速执行简单处理功能。现有技术通过在一种处理器中，由仿真逻辑单元构成另一种处理器，并通过仿真另一种处理器的指令运行过程，来解决不同指令集的不兼容性。实际存在的处理器中，实现原有功能的硬件资源称为父硬件，由仿真逻辑单元构成的硬件资源称为虚拟硬件。基于虚拟硬件技术的虚拟硬件系统中，父硬件能够融合不同处理器的性能优势，具有跨平台无关性，当父硬件平台更换时可以保证为虚拟硬件编写的代码的二进制兼容；而且，当父硬件的开发工具不易实现时，可通过拥有丰富开发资源的虚拟硬件来进行编译，从而降低开发的难度。图1为现有技术中基于虚拟硬件系统的指令执行方法流程图。如图1所示，以父硬件为A处理器、虚拟硬件为B处理器为例，现有技术中基于虚拟硬件系统的指令执行方法包括以下步骤：步骤101，将A处理器的存储空间分配给B处理器，作为B处理器的指令存储器和数据存储器等的存储空间；-->步骤102，A处理器按B处理器对应的指令集规则读取B处理器指令存储器空间的指令数据；步骤103，A处理器将读取的数据，按照B处理器指令集的规则转化为A处理器能够执行的指令；步骤104，A处理器执行转化后的指令，并将该指令的处理结果返回给B处理器的数据存储器空间，返回步骤102，A处理器继续读取B处理器的下一条指令数据。上述流程中，A处理器在利用虚拟硬件B处理器运行指令流程的过程中，需要读取并转换每一条指令，执行一条B处理器的指令，可能需要多条A处理器的指令来实现。由此可见，现有的虚拟硬件系统中，父硬件通过逐条读取、转化指令的方式来模拟虚拟硬件的指令执行过程，因此，父硬件执行每一条虚拟硬件的指令都需要几十个甚至上百个指令周期，执行速度慢，无法满足高性能要求的运算处理过程。而且，由于父硬件通过逐条读取、转化指令的方式来模拟虚拟硬件的指令执行过程，指令执行仅限于底层指令，因而，现有的虚拟硬件也无法使用父硬件中的高级资源，仅能使用父硬件分配的有限资源，使得虚拟硬件系统的应用范围较小。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的主要目的在于：提供一种虚拟硬件系统，能够高速执行指令。根据上述的一个主要目的，本技术提供了一种虚拟硬件系统，包括：父硬件和虚拟硬件，其中，父硬件与虚拟硬件相连，虚拟硬件输出指令数据，父硬件接收指令数据；父硬件输出指令运行结果，虚拟硬件接收指令运行结果。所述父硬件包括：主控单元和资源调用单元，其中，主控单元与资源调用单元相连，资源调用单元输出内部资源，主控单元-->接收内部资源。父硬件进一步包括主用指令存储单元，其中主控单元与主用指令存储单元相连，主控指令存储单元输出父硬件的指令，主控单元接收父硬件的指令；主控单元与虚拟硬件相连，虚拟硬件输出虚拟硬件的指令数据和指令数据对应的运算变量。主控单元与所述虚拟硬件相连，所述主控单元输出运行结果，所述虚拟硬件接收运行结果。所述虚拟硬件包括：虚拟指令存储单元和虚拟数据存储单元，其中，虚拟指令存储单元与所述主控单元相连，虚拟指令存储单元输出指令数据，所述主用指令存储单元接收指令数据；虚拟数据存储单元与所述主控单元相连，所述主控单元输出运行结果，所述虚拟数据存储单元接收运行结果，所述虚拟数据存储单元输出运算变量，所述主控单元接收运算变量。所述父硬件进一步包括：主用数据存储单元，其中，主用数据存储单元与所述主控单元相连，所述主控单元输出运算中间值，主用数据存储单元接收运算中间值；主用数据存储单元输出运算中间值，所述主控单元接收运算中间值。所述主控单元为电可擦写只读存储器E2PROM或者随机存储器RAM；所述主用指令存储单元为只读存储器ROM；所述主用数据存储单元为RAM；所述资源调用单元为E2PROM。所述虚拟指令存储单元为E2PROM；所述虚拟数据存储单元为RAM。所述父硬件为XA2处理器，所述虚拟硬件为8051处理器。由上述技术方案可见，本技术的虚拟硬件系统，通过系统中的父硬件读取转化一条虚拟硬件的指令数据，根据该指令调用内部资源，例如功能-->函数和多种高级资源，并利用调用的内部资源，运行该指令对应的处理流程，替代与虚拟硬件的多条指令交互过程，减少了指令执行周期，从而提高了虚拟硬件的指令执行速度。而且，本技术通过调用父硬件的内部资源，不需要在系统的父硬件和虚拟硬件中分别存储用于实现相同功能的相同逻辑代码，节省了系统资源。附图说明图1为现有技术中基于虚拟硬件系统的指令执行方法流程图。图2为本技术中虚拟硬件系统的示例性结构图。图3为本技术实施例中虚拟硬件系统的结构图。图4为本技术实施例中基于虚拟硬件系统的指令执行方法流程图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本技术进一步详细说明。图2为本技术中虚拟硬件系统的示例性结构图。如图2所示，本技术的虚拟硬件系统包括：父硬件201和虚拟硬件202。父硬件201，用于从虚拟硬件202中读取指令数据，运行读取的指令对应的处理流程；向虚拟硬件202发送处理结果；虚拟硬件202，用于存储与预先约定的指令具有映射关系的指令数据；接收来自所述父硬件201的处理结果其中，用于父硬件201调用内部资源的指令为父硬件与虚拟硬件预先约定的指令，即在父硬件201和虚拟硬件202之间存在映射关系；内部资源可以为功能函数，也可以为文件系统等高级资源；虚拟硬件202的指令集中，包括与父硬件的外部调用指令对应的指令数据，也包括与父硬件的普通指令对应的指令数据，父硬件201只有在读取到与外部调用指令对应的指令数据后，才能够调用内部存储的功能函数。-->本技术基于虚拟硬件系统的工作原理为：父硬件201父硬件读取虚拟硬件202中的指令数据，根据预先设置的映射关系，调用读取到的指令数据对应的内部资源；父硬件201利用调用的内部资源，运行该指令对应的处理流程，将处理结果返回给虚拟硬件202，并继续读取虚拟硬件202的下一条指令数据。其中，父硬件转化后的指令为普通指令时，可以按照现有技术的方法，逐条读取转化指令集中的指令。下面，结合具体实施例，对本技术的虚拟硬件系统和基于虚拟硬件系统的指令执行方法进行详细说明。本实施例以物理硬件为飞利浦(Philips Semiconductors)公司的高速扩展结构微处理器(Smart eXtended Architecture 2nd generation，SmartXA2)为例，SmartXA2简称XA2，是一个16位的微处理器，适用于作为软件开发平台。图3为本技术实施例中虚拟硬件系统的结构图。如图3所示，以虚拟硬件为虚拟8051处理器为例，本技术的虚拟硬件系统包括：XA2处理器3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种虚拟硬件系统，其特征在于，包括：父硬件和虚拟硬件，其中，　　　　父硬件与虚拟硬件相连，虚拟硬件输出指令数据，父硬件接收指令数据；父硬件输出指令运行结果，虚拟硬件接收指令运行结果。

【技术特征摘要】
1、一种虚拟硬件系统，其特征在于，包括：父硬件和虚拟硬件，其中，父硬件与虚拟硬件相连，虚拟硬件输出指令数据，父硬件接收指令数据；父硬件输出指令运行结果，虚拟硬件接收指令运行结果。2、如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述父硬件包括：主控单元和资源调用单元，其中，主控单元与资源调用单元相连，资源调用单元输出内部资源，主控单元接收内部资源。3、如权利要求2所述的系统，其特征在于，父硬件进一步包括主用指令存储单元，其中主控单元与主用指令存储单元相连，主控指令存储单元输出父硬件的指令，主控单元接收父硬件的指令；主控单元与虚拟硬件相连，虚拟硬件输出虚拟硬件的指令数据和指令数据对应的运算变量。4、如权利要求2或3所述的系统，其特征在于，主控单元与所述虚拟硬件相连，所述主控单元输出运行结果，所述虚拟硬件接收运行结果。5、如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述虚拟硬件包括：虚拟指令存储单元和虚拟数据存储单元，其中，虚拟指令存储单元与所述主控单元相连，虚拟指令存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷广英，
申请(专利权)人：北京深思洛克数据保护中心，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]