[发明专利]一种用于嵌入式系统软件开发的虚拟机装置

摘要

一种用于嵌入式系统软件开发的虚拟机装置，基于一种实时操作系统对上层大型嵌入式系统软件提供开发和运行支持，包括数据库模块、进程间通信模块、高可靠性模块、调试模块、任务调度模块、扩展协议模块、时钟模块、内存管理模块和多任务间通信模块。本发明不仅为上层大型嵌入式系统软件提供了一个功能强大的运行和开发平台，实现了上下层无关性，增加了上层应用代码的可移植性，而且更为重要的是：通过在虚拟机装置中包含通用性的中间件组件，将上层应用软件中一些通用模块的功能集中转移到该虚拟机装置中实现，实现了上层应用和平台功能的分离，从而有效的简化了上层大型嵌入式系统软件的设计，提高软件开发效率，同时，还增强了上层软件的可靠性和可维护性。

主权项

1.一种用于嵌入式系统软件开发的虚拟机装置，基于一种实时操作系统对上层大型嵌入式系统软件提供开发和运行支持，其特征在于：它包含数据库模块、进程间通信模块、高可靠性模块、调试模块、任务调度模块、扩展协议模块、时钟模块、内存管理模块和多任务间通信模块，其中：数据库模块，作为业务数据的存储平台，存储系统中的准静态数据表单，存储具有实时性、分布性特点的数据，利用套接字依靠自己实现分布式通信功能，另外，上层的嵌入式系统软件访问数据时对于数据的物理位置是透明的；进程间通信模块，作为消息路由平台，为上层的嵌入式系统软件中的模块提供透明的消息通信机制，即：根据上层软件中发送消息时调用函数中的输入参数，判断该消息是发送给本地任务还是远端任务，若是本地任务则调用操作系统函数直接发送消息，若是远端任务则通过特定的任务标识规则，首先决定消息到达的目的处理器，再决定接收消息的具体任务，同时由于所有的上层模块发送和接收的消息都经过进程间通信模块，故它还能在设备开发完成已正常运行后，提供不利用调试代码的消息跟踪功能，用户可以通过操作维护代理软件提供的管理接口，跟踪进程间通信模块里邮箱中的特定消息；高可靠性模块，基于商业化的底层硬件级的可靠性管理工具软件，作为高可靠性的中间件平台，使得提供应用级别上业务的高可靠性成为可能并比较容易实现，即：支持应用层的管理对象的事件检测及相应的处理，涉及应用间的数据同步及应用的恢复，用于恢复机制的检查点的传递和接收，通过回调的方式完成相应的高可靠性动作和系统拓扑维护；调试模块，提供对上层嵌入式系统软件的调试功能，主要用于软件的开发阶段或运行阶段重大错误的诊断，即：根据开发调试人员的输入参数，其可以输出上层嵌入式系统软件中某个模块中某个任务的状态，某个消息的内容，某个变量的值，某段内存地址存储的数据，另外，本调试模块的实现需要操作维护软件的支持；任务调度模块，用于调度嵌入式系统中系统关联程度高、且相互间无需预抢占的多个上层应用模块，完成上层应用模块的调度，本模块代替操作系统完成应用模块的调度和通信，在形式上本模块和被调度的上层应用模块一起作为操作系统上的一个任务；扩展协议模块，实现通信协议，并根据上层应用的需要，实现上层应用需要的特定的底层通信协议；时钟模块，封装了底层的实时操作系统的基本时间管理功能，并封装设备中时钟控制电路板提供的时钟同步功能，对上供统一的接口；内存管理模块，提供不同于底层实时操作系统的内存管理机制，主要使用预分配的静态内存来存储程序代码和中间数据，通过对内建的索引表，指针链表的管理，内存管理模块对上层应用软件提供灵活且高效的内存管理功能，包括内存分配与释放，内存缓冲区预留单元，并提供一定的内存泄漏自动检测及回收；多任务间通信模块，用于协调多任务间同步，即：抽象多个实时操作系统提供的一些共性的消息的通信方式并加以封装，对上提供统一的接口，该应用编程接口是底层采用的实时操作系统支持的一个子集。