CN114449014A - 一种用于机载信息管理***的虚拟化信息处理平台 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于机载信息管理***的虚拟化信息处理平台，包括处理器平台、虚拟机监控器、虚拟机组，虚拟机组包括至少2个虚拟机，且虚拟机用于与机载信息管理***的交联机载***/设备进行通信、访问控制、健康管理。虚拟机包括专用虚拟机、通用虚拟机。处理器平台内设有专用网关外设模块、通用资源模块，虚拟机监控器内设有网关驱动器、虚拟机控制模块。专用网关外设模块经网关驱动器与专用虚拟机连接；通用资源模块经虚拟机控制模块与虚拟机连接。本发明设计的虚拟化信息处理平台，通过对机载信息管理***的信息处理平台进行虚拟化管理，能够大幅降低信息处理平台的制造成本、降低重量及功耗、提高资源利用率、提高可维护性和可配置性。

Description

一种用于机载信息管理***的虚拟化信息处理平台
技术领域
本发明属于航空电子设备与信息***领域，涉及信息处理***技术，具体为一种用于机载信息管理***的虚拟化信息处理平台。
背景技术
随着技术的发展，新一代民用飞机中的机载信息服务应用、机载维护功能应用、机载数据记录应用与客舱***应用等典型航空低安全等级应用对计算平台的处理性能、隔离性与安保保护的需求越来越高。
航空低安全等级***是指开发保证等级为D级或E级的航空电子***，低安全等级应用通常不参与飞机的飞行控制，属于软实时***，其功能执行的正确性对功能运行的时间依赖性要求较低，如果完成功能的时间超出了规定时间范围，用户在一定程度上是可以容忍的。与航空高安全等级应用相比，其对计算环境的实时性和确定性要低。
但是，虽然低安全等级***对实时性和确定性要求不高，但由于功能外延更广，航空低安全等级应用需要计算环境提供更加丰富的***服务和网络服务，目前航空低安全等级***通过多台物理机实现机载信息管理***的管理，多台物理机形成的低安全等级***，具有重量大、成本高、体积大、功耗大的问题，将其安装在飞机上会影响飞机重量、体积、飞行安全。
发明内容
为了降低机载信息管理***的信息处理平台制造成本高、重量大、功耗大的问题，同时为了提高资源的利用率、提高***的可维护性和可配置性，本发明公开了一种用于机载信息管理***的虚拟化信息处理平台。
实现发明目的的技术方案如下：一种用于机载信息管理***的虚拟化信息处理平台，包括处理器平台、虚拟机监控器、虚拟机组，虚拟机组包括至少2个虚拟机，且虚拟机与机载信息管理***的交联机载***/设备进行通信、访问控制、健康管理。
其中，虚拟机包括专用虚拟机、通用虚拟机，处理器平台内设有专用网关外设模块、通用资源模块，虚拟机监控器内设有网关驱动器、虚拟机控制模块。
其中，专用网关外设模块经网关驱动器与专用虚拟机连接；通用资源模块经虚拟机控制模块与虚拟机连接，且虚拟机控制模块对通用资源模块进行虚拟化处理，并调度、管理、驱动虚拟机。
本发明通过设计虚拟化信息处理平台，能够通过一台高性能处理器平台实现对机载信息管理***的信息处理平台资源的虚拟化管理，能够大幅降低信息处理平台的制造成本、降低重量、降低功耗、提高资源利用率、提高可维护性和可配置性。
在本发明的一个实施例中，上述专用网关外设模块包括航电网关外设模块、信息网关外设模块。网关驱动器包括与航电网关外设模块对应的航电网关外设驱动集模块、与信息网关外设模块对应的信息网关外设驱动集模块。专用虚拟机包括对航电***虚拟控制的第一专用虚拟机、对信息网关虚拟控制的第二专用虚拟机。
在本发明的一个实施例中，上述通用虚拟机包括对客舱***进行虚拟控制的第一通用虚拟机、对地面***进行虚拟控制的第二通用虚拟机。
在本发明的一个改进实施例中，上述虚拟机控制模块包括虚拟机调度和管理模块、通用资源驱动集后端模块、多个虚拟机驱动集前端模块，每个虚拟机驱动集前端模块对应于一个虚拟机，且虚拟机驱动集前端模块的数量大于等于虚拟机的数量。
虚拟机调度和管理模块用于对虚拟机进行管理及调度，通用资源驱动集后端模块经与虚拟机对应的虚拟机驱动集前端模块对该虚拟机进行驱动。
进一步的，上述虚拟机调度和管理模块用于对通用资源模块进行虚拟化处理。
更进一步的，上述处理器平台为多核处理器平台，且通用资源模块包括处理器模块、内存模块、固存模块、通用外设模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设计虚拟化信息处理平台，能够通过一台高性能处理器平台实现对机载信息管理***的信息处理平台资源的虚拟化管理，能够大幅降低信息处理平台的制造成本、降低重量、降低功耗、提高资源利用率、提高可维护性和可配置性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明用于机载信息管理***的虚拟化信息处理平台的结构框图；
图2为具体实施方式中虚拟化信息处理平台的另一种结构框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本具体实施方式公开了一种用于机载信息管理***的虚拟化信息处理平台，如图1所示，虚拟化信息处理平台包括处理器平台、虚拟机监控器、虚拟机组。
其中，如图1所示，虚拟机组包括至少2个虚拟机，且虚拟机与机载信息管理***的交联机载***/设备进行通信、访问控制、健康管理，在此需要说明的是交联机载***/设备包括航电***、客舱***、地面***、信息网关、或其他类型的交联机载***/设备，虚拟机的操作***选用实时嵌入式操作***，包括AcoreOS 1、VxWorks等，虚拟机用于部署航电网关应用、飞机参数服务应用、文件传输服务应用、信息网关服务应用、其他应用等。进一步的，如图1所示，上述虚拟机包括专用虚拟机、通用虚拟机。
在本具体实施方式的一个示例中，如图2所示，上述专用网关外设模块包括航电网关外设模块、信息网关外设模块，其中，航电网关外设模块不用进行虚拟化处理，直接经下述第一专用虚拟机对航电***进行虚拟控制，且航电网关外设模块内设有ARINC 664端***模块、ARINC 429通信模块、ARINC717通信模块等子模块。信息网关外设模块也不需要进行虚拟化处理，直接经下述第二专用虚拟机对信息网关进行虚拟控制，且信息网关外设模块内设有以太网防火墙、三层以太网交换机、VPN网络等子模块。上述不对航电网关外设模块、信息网关外设模块进行虚拟化处理，能够降低虚拟平台的复杂度，提高了可靠性。
如图2所示，网关驱动器包括与航电网关外设模块对应的航电网关外设驱动集模块、与信息网关外设模块对应的信息网关外设驱动集模块，其中，航电网关外设驱动集模块可以选用ARINC 664端***模块、ARINC 429通信模块、ARINC 717通信模块等模块对下述第一专用虚拟机进行驱动。
在本具体实施方式的另一个示例中，如图2所示，专用虚拟机包括对航电***虚拟控制的第一专用虚拟机、对信息网关虚拟控制的第二专用虚拟机，其中，第一专用虚拟机的主要功能是通过航电接口(如ARINC 664、ARINC429、ARINC 717等)与航电***通信，并进行访问控制，第二专用虚拟机的主要功能是网络配置、管理和网络安保，此外还是机载信息***内外设备的重要接入点。如图2所示，通用虚拟机包括对客舱***进行虚拟控制的第一通用虚拟机、对地面***进行虚拟控制的第二通用虚拟机，其中，第一通用虚拟机的主要功能是通过以太网与客舱等***通信，为客舱等飞机参数服务成员***提供服务，第二通用虚拟机的主要功能是通过以太网或无线网络(如WiFi、蜂窝网络等)与地面***通信，进行文件传输。优选的，虚拟机组不局限于上述4个虚拟机，还可以根据实际的业务逻辑和业务需求进行增减和配置其他虚拟机。
其中，如图1所示，处理器平台内设有专用网关外设模块、通用资源模块，，虚拟机监控器内设有网关驱动器、虚拟机控制模块。专用网关外设模块经网关驱动器与专用虚拟机连接；通用资源模块经虚拟机控制模块与虚拟机(即专用虚拟机和通用虚拟机)连接，且虚拟机控制模块对通用资源模块进行虚拟化处理，并调度、管理、驱动虚拟机(即专用虚拟机和通用虚拟机)。
在本发明的另一个示例中，如图2所示，上述虚拟机控制模块包括虚拟机调度和管理模块、通用资源驱动集后端模块、多个虚拟机驱动集前端模块，每个虚拟机驱动集前端模块对应于一个虚拟机，且虚拟机驱动集前端模块的数量大于等于虚拟机的数量，以便于当机载信息管理***内机载设备的数量及要求增加时对虚拟机进行扩增。具体的，上述虚拟机调度和管理模块用于对虚拟机进行管理及调度，通用资源驱动集后端模块经与虚拟机对应的虚拟机驱动集前端模块对该虚拟机进行驱动。
进一步的，上述虚拟机调度和管理模块还用于对通用资源模块进行虚拟化处理。更进一步的，如图2所示，上述处理器平台为多核处理器平台，且通用资源模块包括处理器模块、内存模块、固存模块、通用外设模块，其中，处理器模块可以选用支持虚拟化的多核高性能处理器，内存模块可以选用SDRAM等，固存模块可以选用nand/nor Flash、磁盘等，通用外设模块可以选用以太网、WiFi、离散量等。
本具体实施方式通过设计虚拟化信息处理平台，能够通过一台处理器平台实现对机载信息管理***内各个机载设备的虚拟化管理，能够大幅降低信息处理平台的制造成本、降低重量、降低功耗、提高资源利用率、提高可维护性和可配置性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种用于机载信息管理***的虚拟化信息处理平台，其特征在于：包括处理器平台、虚拟机监控器、虚拟机组，所述虚拟机组包括至少2个虚拟机，所述虚拟机与机载信息管理***的交联机载***/设备进行通信、访问控制、健康管理；
所述虚拟机包括专用虚拟机、通用虚拟机，所述处理器平台内包含专用网关外设模块、通用资源模块，所述虚拟机监控器内设有网关驱动器、虚拟机控制模块；
所述专用网关外设模块经所述网关驱动器与所述专用虚拟机连接；所述通用资源模块经所述虚拟机控制模块与所述虚拟机连接，且所述虚拟机控制模块对所述通用资源模块进行虚拟化处理，并调度、管理、驱动所述虚拟机。
2.根据权利要求1所述的虚拟化信息处理平台，其特征在于：所述专用网关外设模块包括航电网关外设模块、信息网关外设模块；所述网关驱动器包括与所述航电网关外设模块对应的航电网关外设驱动集模块、与所述信息网关外设模块对应的信息网关外设驱动集模块；所述专用虚拟机包括对航电***虚拟控制的第一专用虚拟机、对信息网关虚拟控制的第二专用虚拟机。
3.根据权利要求1所述的虚拟化信息处理平台，其特征在于：所述通用虚拟机包括对客舱***进行虚拟控制的第一通用虚拟机、对地面***进行虚拟控制的第二通用虚拟机。
4.根据权利要求1～3任一项所述的虚拟化信息处理平台，其特征在于：所述虚拟机控制模块包括虚拟机调度和管理模块、通用资源驱动集后端模块、多个虚拟机驱动集前端模块，每个所述虚拟机驱动集前端模块对应于一个所述虚拟机，且所述虚拟机驱动集前端模块的数量大于等于所述虚拟机的数量；
所述虚拟机调度和管理模块用于对所述虚拟机进行管理及调度，所述通用资源驱动集后端模块经与所述虚拟机对应的所述虚拟机驱动集前端模块对该所述虚拟机进行驱动。
5.根据权利要求4所述的虚拟化信息处理平台，其特征在于：所述虚拟机调度和管理模块用于对所述通用资源模块进行虚拟化处理。
6.根据权利要求5所述的虚拟化信息处理平台，其特征在于：所述处理器平台为多核处理器平台，且所述通用资源模块包括处理器模块、内存模块、固存模块、通用外设模块。
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