【技术实现步骤摘要】
本申请涉及计算机系统，尤其涉及基于核心板的多平台操作系统兼容系统。
技术介绍
1、随着多操作系统并行运行需求的不断增加，嵌入式系统和智能设备在工业控制、物联网、智能家居等领域得到了广泛应用。多种不同平台的操作系统常常需要在同一硬件设备上运行，以满足复杂的任务处理和多功能系统的要求。然而，多平台操作系统之间的硬件资源共享、兼容性管理和实时性保障成为技术瓶颈，传统技术方案难以满足高效、安全的多操作系统并行运行需求。
2、现有技术通常依赖虚拟机或模拟器来实现多操作系统的兼容，但这种方法在资源占用、性能和响应速度等方面存在显著不足。虚拟化技术虽然能够提供一定程度的操作系统隔离，但现有虚拟机方案往往增加了额外的硬件开销，导致系统运行效率降低。此外，不同操作系统对于硬件的驱动方式各不相同，这给硬件设备的统一管理带来了极大困难。尤其在工业控制等需要高实时性、稳定性的场景中，传统的虚拟化方案无法保障关键任务的及时处理，无法满足现代复杂多任务系统的需求。
技术实现思路
1、本申请实施例的主要目的在于提出基于核心板的多平台操作系统兼容系统，以提高不同操作系统的兼容性。
2、为实现上述目的，本申请实施例的提出了基于核心板的多平台操作系统兼容系统，所述兼容系统包括：核心板模块、虚拟化模块、资源调度模块、跨平台通信模块、驱动兼容模块、安全管理模块和系统监控模块；其中：
3、所述核心板模块包括多种硬件资源，所述核心板模块用于同时承载多个不同的操作系统；所述核心板模块通过内部
4、所述虚拟化模块用于通过硬件虚拟化技术实现多个所述操作系统对所述硬件资源的隔离与共享，所述虚拟化模块通过硬件辅助虚拟化功能，在处理器层面支持多个所述操作系统的并行运行，以减少虚拟化开销并提高整体性能；
5、所述资源调度模块用于根据各个所述操作系统的任务优先级、实时性需求以及当前系统负载，对所述硬件资源的使用进行动态分配；
6、所述跨平台通信模块用于实现各个所述操作系统之间的数据传输，所述跨平台通信模块通过共享内存机制和中断触发机制以提高各个所述操作系统之间数据交换的准确率和时效性；
7、所述驱动兼容模块提供统一的硬件驱动接口层，用于解决各个所述操作系统对硬件设备的驱动兼容性问题，所述驱动兼容模块通过抽象出标准化的api接口，使各个所述操作系统共享同一所述硬件设备；
8、所述安全管理模块用于控制各个所述操作系统对所述硬件资源和数据的访问权限，所述安全管理模块通过基于身份验证的多层访问控制机制以及硬件级加密技术提高数据的安全性，并防止未经授权的所述操作系统访问所述硬件资源；
9、所述系统监控模块用于动态监控各个所述操作系统的运行状态，检测各个所述操作系统的资源使用情况，并根据预设阈值触发报警或重新分配系统资源。
10、在一些实施例中，所述硬件资源包括：处理器单元、存储器单元和多种i/o接口；其中：
11、所述处理器单元包括多个核心处理器，所述处理器单元支持多线程并行处理，用于处理来自各个所述操作系统的任务请求；
12、所述存储器单元包括动态随机存取存储器或静态随机存取存储器，所述存储器单元支持按需分配机制，根据不同所述操作系统的需求动态分配内存空间；
13、所述i/o接口包括通用串行总线、串行通信接口、以太网接口和预设用途的i/o接口，所述i/o接口用于支持各个所述操作系统与外部设备的通信和交互；
14、所述核心板模块中的内部总线采用目标通信协议，所述内部总线用于连接所述处理器单元、所述存储器单元和各种所述i/o接口；其中，所述目标通信协议的带宽达到预设带宽阈值的且延迟低于预设延时阈值。
15、在一些实施例中，所述虚拟化模块包括：硬件辅助虚拟化功能模块、虚拟机监控器、资源隔离模块和虚拟化开销优化算法模块；其中：
16、所述虚拟化模块基于所述硬件辅助虚拟化功能模块通过处理器虚拟化扩展支持各个所述操作系统的硬件资源隔离；
17、所述虚拟机监控器运行在虚拟化层，用于管理各个所述操作系统对所述硬件资源的访问，控制处理器单元、存储器单元和多种i/o接口的虚拟化进程；
18、所述虚拟化模块通过所述资源隔离模块防止各个所述操作系统之间出现资源冲突；
19、所述虚拟化模块通过所述虚拟化开销优化算法模块采用优化算法，减少虚拟机和所述硬件资源之间的中断开销。
20、在一些实施例中，所述资源调度模块包括：任务优先级调度算法模块和资源使用模型模块；其中：
21、所述资源调度模块利用所述任务优先级调度算法模块基于任务的优先级和实时性要求，通过预先设定的优先级队列为各个所述操作系统分配所述硬件资源，调度算法采用加权轮询机制，使高优先级任务优先获得资源；
22、所述资源调度模块通过所述资源使用模型模块动态监控所述硬件资源使用状态，建立资源使用模型。
23、在一些实施例中，所述跨平台通信模块包括：共享内存机制模块、中断触发机制模块和通信调度算法模块；其中：
24、所述跨平台通信模块通过所述共享内存机制模块实现不同操作系统之间的数据传输，所述共享内存机制模块具有锁定机制，防止各个所述操作系统同时访问导致的数据冲突；
25、所述跨平台通信模块根据所述中断触发机制模块利用硬件中断，基于目标事件触发各个所述操作系统之间的通信和数据同步，以提高跨操作系统数据交换的实时性；
26、所述通信调度算法模块采用自适应通信调度算法，基于各个所述操作系统的数据交换频率和时延要求，对数据传输进行优化，减少跨平台通信延迟。
27、在一些实施例中，所述驱动兼容模块包括：标准化api接口层、驱动抽象机制模块和驱动管理策略模块；其中：
28、所述驱动兼容模块基于标准化api接口层通过标准化api接口将硬件设备的操作抽象为统一接口，支持各个所述操作系统共享同一所述硬件设备；
29、所述驱动兼容模块通过所述驱动抽象机制模块屏蔽各个所述操作系统之间的差异，使各个所述操作系统均调用标准化接口进行硬件操作，无需针对每个所述操作系统编写单独驱动程序；
30、驱动兼容模块基于所述驱动管理策略模块根据各个所述操作系统的需求和硬件设备状态，动态调整驱动程序的加载和卸载，提升硬件设备的资源利用率。
31、在一些实施例中，所述安全管理模块包括：访问控制机制模块、加密技术模块和身份验证机制模块；其中：
32、所述安全管理模块基于所述访问控制机制模块采用基于角色的访问控制机制，根据所述操作系统角色和权限，限制不同所述操作系统对所述硬件资源和数据的访问；
33、所述安全管理模块通过硬件级的所述加密技术模块对数据本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于核心板的多平台操作系统兼容系统，其特征在于，所述兼容系统包括：核心板模块、虚拟化模块、资源调度模块、跨平台通信模块、驱动兼容模块、安全管理模块和系统监控模块；其中：
2.根据权利要求1所述的基于核心板的多平台操作系统兼容系统，其特征在于，所述硬件资源包括：处理器单元、存储器单元和多种I/O接口；其中：
3.根据权利要求1所述的基于核心板的多平台操作系统兼容系统，其特征在于，所述虚拟化模块包括：硬件辅助虚拟化功能模块、虚拟机监控器、资源隔离模块和虚拟化开销优化算法模块；其中：
4.根据权利要求1所述的基于核心板的多平台操作系统兼容系统，其特征在于，所述资源调度模块包括：任务优先级调度算法模块和资源使用模型模块；其中：
5.根据权利要求1所述的基于核心板的多平台操作系统兼容系统，其特征在于，所述跨平台通信模块包括：共享内存机制模块、中断触发机制模块和通信调度算法模块；其中：
6.根据权利要求1所述的基于核心板的多平台操作系统兼容系统，其特征在于，所述驱动兼容模块包括：标准化API接口层、驱动抽象机制模块和驱动管理策略
7.根据权利要求1所述的基于核心板的多平台操作系统兼容系统，其特征在于，所述安全管理模块包括：访问控制机制模块、加密技术模块和身份验证机制模块；其中：
8.根据权利要求1所述的基于核心板的多平台操作系统兼容系统，其特征在于，所述系统监控模块包括：实时监控机制模块、故障诊断机制模块和动态调整功能模块；其中：
9.根据权利要求1所述的基于核心板的多平台操作系统兼容系统，其特征在于，所述核心板模块支持多种处理器架构，所述处理器架构包括x86、ARM和RISC-V架构，所述核心板模块根据不同的所述处理器架构的指令集优化资源调度和管理各个所述操作系统。
10.根据权利要求1至9任一项所述的基于核心板的多平台操作系统兼容系统，其特征在于，所述核心板模块用于同时承载的所述操作系统包括Windows、Linux或Android中的至少之二。
...【技术特征摘要】
1.基于核心板的多平台操作系统兼容系统，其特征在于，所述兼容系统包括：核心板模块、虚拟化模块、资源调度模块、跨平台通信模块、驱动兼容模块、安全管理模块和系统监控模块；其中：
2.根据权利要求1所述的基于核心板的多平台操作系统兼容系统，其特征在于，所述硬件资源包括：处理器单元、存储器单元和多种i/o接口；其中：
3.根据权利要求1所述的基于核心板的多平台操作系统兼容系统，其特征在于，所述虚拟化模块包括：硬件辅助虚拟化功能模块、虚拟机监控器、资源隔离模块和虚拟化开销优化算法模块；其中：
4.根据权利要求1所述的基于核心板的多平台操作系统兼容系统，其特征在于，所述资源调度模块包括：任务优先级调度算法模块和资源使用模型模块；其中：
5.根据权利要求1所述的基于核心板的多平台操作系统兼容系统，其特征在于，所述跨平台通信模块包括：共享内存机制模块、中断触发机制模块和通信调度算法模块；其中：
6.根据权利要求1所述的基于核心板的多平台操作...
【专利技术属性】
技术研发人员：许淳，杨显志，林加毅，刘子龙，杨晨，
申请(专利权)人：南方电网数字电网科技广东有限公司，
类型：发明
国别省市：
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