FT1000處理器是國(guó)防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院自主研制的高性能64位通用處理器,它將系統(tǒng)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)、安全、浮點(diǎn)運(yùn)算單元以及加速存儲(chǔ)等主要功能融為一體。FT1000芯片上實(shí)現(xiàn)了8個(gè)處理器核心,每核心可以運(yùn)行8線程。在系統(tǒng)部署時(shí),如何充分利用片上大量計(jì)算資源成了首要面對(duì)的問(wèn)題,一種方案就是使用虛擬化技術(shù)在同一處理器上同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng),多個(gè)操作系統(tǒng)共享硬件平臺(tái)的資源。 飛騰處理器具備完整的硬件級(jí)虛擬化支持能力,虛擬化固件Hypervisor的配合下,可以支持多達(dá)64個(gè)虛擬分區(qū),每個(gè)分區(qū)擁有獨(dú)立的計(jì)算存儲(chǔ)資源,運(yùn)行獨(dú)立的操作系統(tǒng)。我們將擁有飛騰處理器芯片的硬件服務(wù)器平臺(tái)定義為飛騰平臺(tái),飛騰平臺(tái)可以很好的實(shí)現(xiàn)CPU和內(nèi)存的資源分區(qū),在IO設(shè)備方面,目前只實(shí)現(xiàn)了硬盤(pán)、網(wǎng)卡和控制臺(tái)的虛擬化訪問(wèn)。鑒于USB類型設(shè)備數(shù)目眾多,應(yīng)用日益廣泛,在飛騰平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)USB設(shè)備的虛擬化已經(jīng)非常必要。 本文首先分析了飛騰平臺(tái)固件中的硬件級(jí)虛擬化支持,然后基于對(duì)USB子系統(tǒng)的研究,結(jié)合飛騰平臺(tái)上的設(shè)備虛擬化框架,提出了一種特定于飛騰平臺(tái)的通用USB設(shè)備虛擬化訪問(wèn)框架FTusb。接著,詳細(xì)設(shè)計(jì)了FTusb框架中的模塊,總結(jié)了框架的特點(diǎn),介紹了本框架相比于其他虛擬化訪問(wèn)設(shè)備方式的優(yōu)勢(shì),并對(duì)比了X86平臺(tái)上的USB設(shè)備虛擬化框架PVusb,分析了其差異。最后,論文在飛騰平臺(tái)上對(duì)FTusb框架進(jìn)行了實(shí)現(xiàn),并進(jìn)行了相應(yīng)的功能性測(cè)試,驗(yàn)證其對(duì)虛擬USB設(shè)備訪問(wèn)的可行性。
【學(xué)位單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：TP334.7
【部分圖文】：

故下面只對(duì)hypervisor、MD 和 OBP 做詳細(xì)的介紹。圖 2.1 飛騰平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)圖2.2.1 Hypervisor 固件飛騰處理器具備完整的硬件級(jí)虛擬化支持能力，其中包括：3 個(gè)不同特權(quán)的運(yùn)行態(tài)、CMT 多線程、每個(gè)線程擁有完整且獨(dú)立的寄存器文件和中斷環(huán)境、具有分區(qū)標(biāo)識(shí)的存儲(chǔ)模型、集成 PCIE 控制器等。相對(duì)于傳統(tǒng)的處理器，飛騰處理器的復(fù)雜性大大增加，其初始化和運(yùn)行時(shí)期的管理都需要一套專門(mén)的軟件進(jìn)行。

OBP 可以看作每個(gè)虛擬主機(jī)環(huán)境中的虛擬固件，并能在虛擬機(jī)環(huán)境中提供傳件的所有功能。每個(gè)邏輯域在運(yùn)行時(shí)首先運(yùn)行獨(dú)立的 OBP 副本，然后從磁盤(pán)并運(yùn)行 Guest OS。2.3 基于飛騰處理器的虛擬化架構(gòu)基于飛騰 CPU 的服務(wù)器，從處理器體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)到系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)都融入了 HVM[11][12][13][14]（Hardware Virtual Machine 硬件虛擬機(jī)）的思想。HVM 允許在運(yùn)行各種操作系統(tǒng)的不同虛擬機(jī)之間共享底層的物理機(jī)源。HVM 在整個(gè)服務(wù)器硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)一層稱為虛擬機(jī)監(jiān)控器Hypervisor的軟并且基于 Hypervisor 可以創(chuàng)建若干個(gè)虛擬分區(qū)，每個(gè)虛擬分區(qū)作為一個(gè)完整擬機(jī)，擁有自己的操作系統(tǒng)，并可以重新配置資源、引導(dǎo) CPU、內(nèi)存和 IO 設(shè)備從而滿足了對(duì) CPU、內(nèi)存和 I/O 設(shè)備等硬件資源的虛擬化需求。飛騰平臺(tái)在 MD 分區(qū)描述支持下，可以實(shí)現(xiàn)多分區(qū)，靈活和方便用戶使其虛擬化分區(qū)結(jié)構(gòu)如圖 2.3 所示。

圖 2.4 飛騰平臺(tái)邏輯域在一個(gè)邏輯域中，一條 LDC 表現(xiàn)為一個(gè)端明的，因此可以使得 LDC 在有需要的時(shí)候還兩種端點(diǎn)間傳輸數(shù)據(jù)的方式：第一種是在端包。第二種方式則是允許輸出數(shù)據(jù)的域（稱一段區(qū)域，實(shí)現(xiàn)與 LDC 連接的另一端域（稱入域訪問(wèn)此遠(yuǎn)程存儲(chǔ)區(qū)域可以通過(guò)多種方式 Hypervisor 的 API 調(diào)用進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝；OMMU[15]的規(guī)范和 DMA 重映射方法[16]，因此。對(duì)于任何一種通信機(jī)制來(lái)說(shuō)，安全是首要（比如，IP 協(xié)議）不同，Hypervisor LDC AP開(kāi) LDC 端口并等待）的功能。一條 LDC 只個(gè)邏輯域也不能隨意的連接到另一個(gè)域。如這條 LDC 必定是管理員為了一個(gè)明確的目的
【共引文獻(xiàn)】

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2 杜占坤,吳敏,李錚,鄔斌浩,孫承綬;USB2.0SIE的ASIC設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];半導(dǎo)體技術(shù);2004年10期

3 張瀟;王永驥;;基于AT91SAM7S128的USB的海量存儲(chǔ)[J];兵工自動(dòng)化;2006年09期

4 張希英,樊光輝,李傳珍;USB通信技術(shù)[J];北京廣播學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年04期

5 余晨晨;吳芳芳;胡鈴;;uClinux基于ARM9嵌入式系統(tǒng)的移植[J];才智;2009年07期

6 宋虎,李秉智;構(gòu)建基于RTLinux的嵌入式系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)[J];重慶郵電學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年03期

7 陳為;徐志剛;張?jiān)器?張治中;;基于優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法的TXC設(shè)備的設(shè)計(jì)[J];重慶郵電學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年04期

8 甘玲;劉柄宏;;基于優(yōu)先級(jí)位圖對(duì)RTAI實(shí)時(shí)性的改進(jìn)[J];重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年06期

9 劉俊華,林君,張林行;地震記錄儀中大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)擴(kuò)展的實(shí)現(xiàn)[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版);2005年05期

10 徐偉華;譚永東;;基于AMD DBAu1200的嵌入式PMP研究及實(shí)現(xiàn)[J];成都信息工程學(xué)院學(xué)報(bào);2009年01期

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3 李會(huì)銀;基于USB接口的測(cè)井電纜數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)研究[D];中國(guó)石油大學(xué);2007年

4 劉群;基于可擴(kuò)展對(duì)象的海量存儲(chǔ)系統(tǒng)研究[D];華中科技大學(xué);2006年

5 董新偉;電力電子系統(tǒng)集成中控制技術(shù)相關(guān)問(wèn)題研究[D];浙江大學(xué);2006年

6 李航;一種面向自愈計(jì)算的OS體系架構(gòu)的研究[D];西安電子科技大學(xué);2008年

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8 王宇德;海量存儲(chǔ)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)分布化及其關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];華中科技大學(xué);2010年

9 秦承剛;開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)研究與應(yīng)用[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（沈陽(yáng)計(jì)算技術(shù)研究所）;2012年

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6 李曄;水聲遙控設(shè)備中顯示控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

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10 鐘志彬;基于單片機(jī)的USB設(shè)備的研究與設(shè)計(jì)[D];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2843837