[发明专利]异构虚拟处理器

说明书

【技术领域】

本发明涉及计算机，尤其涉及多种RISC架构下虚拟X86兼容的异构虚拟处理器。

【背景技术】

计算机时代的到来给嵌入式的发展带来了挑战和机遇，不同架构的硬件体系门类繁多，仅RISC就有ARM、MIPS(计算机)、PowerPC、ColdFire(微控制器)以及国产的龙芯CPU等等。众多的处理器架构给应用带来了更广阔的选择空间，但随之而来的是OS(操作系统)、应用程序移植所带来的难题。不同架构体系间的系统软件、应用软件不能直接移植，需要借助兼容层技术实现不同架构之间的通信。

传统的跨平台技术是指在同一硬件架构下实现的软件移植和复用。例如，IBM跨平台信息与流程整合工具、JAVA虚拟机、豪杰公司研发的兼容层技术(该技术可以让WINDOWS下的开发直接登陆Linux)、金山公司的跨Linux平台的办公软件等等。以上技术可归纳为“横向跨平台”技术。

但是，这种横向跨平台无法解决异构架构(不同硬件架构)下软件的移植问题。

【发明内容】

本发明的目的在于，提供一种异构虚拟处理器，解决异构架构下软件的移植问题。

本发明所采用的技术方案为：提供一种异构虚拟处理器，其特征在于，所述异构虚拟处理器包括2X86层和VBIOS层，所述2X86层在RISC处理器上虚拟X86兼容的软处理器，所述VBIOS层在X86兼容的软处理器上为操作系统层虚拟一个PC兼容的完整平台，从而所述异构虚拟处理器实现从RISC处理器到X86平台间的跨度，运行X86平台的操作系统和应用软件。

更具体地，所述VBIOS层在多种RISC架构下虚拟X86硬件平台并直接移植X86硬件平台下的操作系统及应用程序。

更具体地，所述2X86层完成计算机语言的识别。

更具体地，所述2X86层包括寄存器。

更具体地，所述2X86层实现单一流水线指令运行机制。

更具体地，所述2X86层捕捉X86硬件平台上的上电/复位信号。

更具体地，所述2X86层实现实模式向保护模式的管理和切换。

更具体地，所述2X86层支持分段式内存管理和段页式内存管理两种机制。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的异构虚拟处理器通过在RISC体系硬件平台添加一个虚拟软件层，实现一个虚拟而且兼容X86的完整平台，从而顺利运行X86平台下的所有OS、应用程序等系列软件。

【附图说明】

图1是本发明的异构虚拟处理器和X86平台、RISC处理器的组合示意图。

图2是本发明的2X86层的系统框图。

【具体实施方式】

本发明提供一种异构虚拟处理器，所述异构虚拟处理器包括2X86层VBIOS层。所述异构虚拟处理器在RISC处理器上虚拟兼容X86平台的软处理器，实现从RISC处理器到X86处理器间的跨度及从RISC平台到X86平台的完整仿真，运行X86的硬件平台的操作系统和应用软件。

请参阅图1，异构虚拟处理器包括2X86层和VBIOS(视频基本输入输出系统)层。所述2X86层负责实现在不同的RISC(精简指令系统计算结构)处理器上模拟一个Intel 80486兼容的软处理器。所述VBIOS层，负责在2X86层模拟的X86兼容的软处理器上，为操作系统层虚拟一个PC兼容的完整平台。所述2X86层和VBIOS层有机的结合，实现从RISC处理器到X86处理器的跨度、从RISC平台到X86平台的完整仿真。原有的操作系统及其上的应用软件完全不必做任何的修改，直接运行。操作系统及其上的应用软件只知X86，无法知道真实的硬件平台——RISC体系平台。

所述2X86层相当于RISC到X86体系的一个“翻译官”。X86层实现了在RISC的处理器上虚拟一个软件X86处理器模型，包括其所有寄存器和运算，取指、加载、计算、保存结果的指令流水线，同时还翻译所有X86世界的语言——X86二进制机器码。

请参阅图2，所述2X86层具体的实现有：

1)、32位80486兼容软处理器模型

为兼容X86世界的软件，首先必须要为其建立一个完全兼容的寄存器组。寄存器是X86体系统中运算/传递速度最快的一种存储单元，为此实现时使用了高速缓冲，以保证效率。同时，这些寄存器要保证在任何时候/任何模式下软件都能访问得到，因此，在一些不支持高速缓冲机制，必须在普通内存中实现的RISC处理器中，要避免出现“访问空洞”。在X86处理器中，有些寄存器不是单纯的数据寄存器，如状态寄存器等，直接影响指令执行机制的寄存器，也实现了相关的寄存器读写所附带的效果。