基于KVM的远程声卡显卡虚拟化技术

针对家庭多媒体环境下的设备共享问题, 提出了一种基于KVM虚拟机的远程设备虚拟化技术方案. 该方案利用了KVM虚拟机的设备模拟技术, 在其设备模拟模块QEMU中实现远程设备虚拟化, 使得本地用户能够像使用本地的设备一样使用远程的真实物理设备. 接着描述了远程虚拟声卡和显卡的具体实现以及相应的优化措施, 并且利用远程虚拟显卡实现了屏幕扩展功能,最后通过实验进行性能分析. 本方案优点在于仅需要在用户态的虚拟设备层添加所需要的远程设备的虚拟化, 方便灵活且系统的安全性高同时不需要修改客户操作系统.     

协作型虚拟机中设备虚拟化研究

针对当前系统虚拟化中设备模型难以通用、I/O执行效率低等问题,提出一种基于多核平台的设备虚拟化方案。将传统的消息式I/O处理转换成实时I/O处理,通过I/O传递协议消除I/O处理部件与虚拟机监控器(VMM)的紧耦合,在改善I/O处理效率的同时,提高设备虚拟化模型的通用性,结合协作型VMM完成对设备虚拟化的设计与实现。测试结果表明,该方案能提升I/O执行效率,适用于多种虚拟化系统。     

基于嵌入式虚拟化技术的手机安全方案

分析了当前手机领域面临的安全问题和现有手机安全解决方案的不足。提出了一种基于轻量级执行环境的嵌入式系统虚拟化模型;并在该模型的基础上实现了新的手机安全解决方案。通过仿真实验,可以证明该方案以极小的性能代价提高了手机系统的安全性。     

一种适用于智能设备的多重操作系统架构

针对智能设备,为避免引入虚拟化技术而产生的性能开销,提出并实现了MuxOS。MuxOS是一种多重操作系统架构,使得智能设备可以在非虚拟化条件下运行多个操作系统。介绍了MuxOS工作原理,描述了MuxOS运行流程。测试结果表明, MuxOS性能优于Xen等虚拟化产品,可以实现操作系统间亚秒级的快速切换。     

设备虚拟化方法研究与实现

针对虚拟机监控器在IO虚拟化方面存在的性能瓶颈,分析了现有IO虚拟化模型存在的问题,提出了一种基于IO处理机的协作型虚拟机监控器。建立了基于IO处理机的IO虚拟化模型,实现了对客户机操作系统IO访问请求的处理,并进一步给出了该方法下从设备发现到功能模拟等关键技术。实验结果表明,基于IO处理机的IO虚拟化模型能够提供更为稳定的系统环境,并能有效提高整个系统性能。     

μC/OS-II虚拟化设计与实现

针对OKL4设计一种高性能、高安全性的嵌入式虚拟机模型,在该模型的基础上,从处理器和内存2个方面提出实时操作系统μC/OS-II在OKL4上的虚拟化方案,给出虚拟化硬件抽象层的构造过程及μC/OS-II在虚拟化硬件抽象层上的移植方法。在Hi3611智能手机开发板上的测试结果验证了该虚拟化方案的正确性。     

一种基于微内核虚拟化的设备驱动优化模型

为解决日趋复杂的嵌入式系统的效率和可靠性问题,本文比较并分析了现有的设备驱动模型,针对嵌入式设备对虚拟化的特殊要求,参考L4微内核虚拟化技术,提出了一种新的虚拟设备驱动优化模型,不仅实现了微内核架构中多虚拟机间的驱动共享,并且在提供系统可靠性的同时,弥补了虚拟化技术带来的性能开销,提供了一个在效率、功能和可靠性三方面取得相对均衡的虚拟化环境。     

基于双层虚拟思想的边缘设备性能优化研究

随着运营商边缘设备接入用户数的不断增加,需要处理的数据量成倍增长,使边缘设备负载过重,从而影响了多协议标签交换与边界网关协议构建的虚拟私有网数据的正常交互.目前,MCE,HOPE,SDN方案在解决该问题方面都存在一定的局限性:1)MCE方式边缘设备接口不支持创建逻辑通道,因此该方案无法使用;2)HOPE方式会产生路由环路等问题;3)SDN方式单台SDN控制器处理并发的会话数不能超过6.4万.针对上述问题,文中提出了基于双层虚拟思想的边缘设备优化方案,该方案包括边缘设备虚拟化、虚拟私有网隧道建立、虚拟私有网信息隔离3个基本步骤.在此基础上,从网络模型、网络资源池的构建、网络资源池分裂3个方面进行方案优化.基于搭建的实验环境对方案性能进行评估,与传统方式构建的虚拟私有网在包转发率、可管理性、扩展性等方面进行了对比分析.结果表明,双层虚拟的设计方案通过构建网络资源池,实现了资源的统一调度与管理,能够有效解决运营商边缘设备负载过重的问题,是构建虚拟私有网的有效方案.     

基于虚拟机的透明计算设备子系统设计及实现*

为解决在现有透明计算系统中磁盘等设备的虚拟化,需要对操作系统进行修改才能在端计算机上运行的问题,提出透明计算系统中一种基于虚拟机技术的设备子系统。以Intel VT硬件级虚拟支持和Xen虚拟化技术为基础, 在全虚拟化的虚拟机上运行用户操作系统: 通过运行在管理域用户空间中设备模型的虚拟磁盘和网络驱动,将用户域访问磁盘和网络的I/O请求跨网络地重定向到服务器进行处理, 从而实现端计算机上多操作系统的远程运行。在VT硬件平台和Xen虚拟机监控器上实现了原型系统,验证了该方法的可行性。     

试析基于马尔可夫链的放射设备的维修方案

提出了基于马尔可夫链模型的放射科设备预防维修方案,该预防性的维修方案能够适合当前放射科设备的养护和维修工作,能够达到医疗设备维修管理的理想状态。     

A tool for converting Linux device drivers into Solaris compatible binaries

The Linux operating system is quickly becoming a standard, attracting a wide user community and supporting a broad variety of applications and devices. Other vendors, such as Sun, have provided Linux‐compatible system call interfaces to their kernels, but are constrained by the lack of device support. To address this problem, we present a system (called PITS) to build device drivers, in this case for Solaris x86, from Linux source code. To accomplish this goal, we designed tools and Linux kernel emulation code to handle the myriad incompatibilities. These incompatibilities require the ability to resolve symbol conflicts, emulate internal Linux kernel data structures, handle module initialization, and generate module dependencies. With our method, we show that converting Linux device drivers is possible, but has a few technical difficulties. Issues arise with sparse documentation, external user interfaces, and modular driver implementations. There are also fundamental differences between the two operating systems, such as interrupt and DMA handling. We describe each of these issues and their current solutions to build a functional driver in the Solaris environment. Using the IOzone file system benchmark, we also demonstrate comparable performance between our generated SCSI driver set and their corresponding native counterparts. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

USB设备控制器IP Core的设计与实现

本文介绍一款USB设备控制器IPCORE的设计与实现。论文首先介绍了USB设备控制器的设计原理,模块划分及每个模块的功能。然后介绍了该IPCORE在ModelsimSE中的功能仿真及FPGA验证结果。     

虚拟机全系统回放技术研究

研究了虚拟化体系结构下全系统回放的方法,设计实现了基于半虚拟化设备模型的虚拟机回放系统VMRS(virtual machine based replay system)。通过在虚拟机管理器中记录虚拟机内发生的不确定性事件并在回放时模拟不确定性事件的发生,从而完整重现系统的执行流。实验表明系统具有良好的性能和可扩展性。     

SR-IOV密码设备中断传输过程建模

SR-IOV密码设备在虚拟化环境下执行运算时会产生大量I/O中断，导致CPU在Root模式与Non-Root模式之间频繁切换，带来巨大的系统性能开销，影响SR-IOV密码设备的运算性能。针对该问题，对SR-IOV密码设备I/O中断进行建模分析，根据密码任务先到先服务的规则构建了M/M/1排队模型，分析了影响系统性能的关键因素，并通过仿真和实验测试验证了模型的有效性，最后对系统性能进行了测试与分析。结果表明，该模型能够定量分析中断频率对中断响应时间和系统队长的影响。     

半虚拟化I/O模型的KVM虚拟机域间通信优化方法

提出了一种半虚拟化网络模型来优化虚拟机域间通信的性能,通过共享内存建立通信通道来打破虚拟机之前的隔离屏障,减少在数据传输过程中的拷贝次数.基于内核虚拟机(kernel-based virtual machine,KVM)半虚拟化框架编程接口的实现方法可以简化设备I/O的模拟,减少特权指令模拟所需的根-非根模式的切换,提...     

面向混合异构架构的模型并行训练优化方法

随着混合异构平台的发展,出现了类型不一的加速设备,如何在混合异构平台中充分利用这些不同类型的设备,以及如何在多个计算设备之间部署深度学习模型,而且训练大型和复杂模型的重要性不断提高.数据并行(DP)是应用最广泛的并行化策略,但是如果数据并行训练中的设备数量不断增加,设备之间的通信开销就会成为瓶颈.此外,每个步骤因设备性能差异处理的批总量不同会导致精度损失,即需要更长的训练周期以收敛到期望的精度.这些因素会影响整体训练时间,并且会影响某些设备的运行效率.除了数据并行(DP),每个训练步骤都可以通过模型并行(M P)来加速.提出了一种适合混合异构平台的模型并行训练优化算法.首先,为解决混合异构平台中设备性能分布不均问题,提出了层级并行和通道并行混合的模型并行划分策略,同时通过合并一些性能偏低的设备来减少流水线的长度和缓解通信压力.然后为了优化设备间的流水效果,通过分析流水线建立时间占比和设备性能利用率对整体训练时间的影响,提出了一种可以使两者达到均衡状态的微批次划分方法.实验表明,通过本文方法优化之后的模型并行流水训练算法比传统的模型并行算法具有更好的加速比,在单一类型设备的异构平台上的训练性能加速比提升4％ 左右,在混合异构平台的训练性能加速比要比没有使用优化方法之前提升7％ 左右.     

基于显卡直接分配的虚拟机图形加速系统①

介绍了设计并实现的基于显卡直接分配的虚拟机图形加速系统Gracias,它的思想是把显卡直接分配给某一台完全虚拟化的虚拟机使用。这样一来,虚拟机中显卡的设备驱动程序对于显卡的使用和访问操作就不会被虚拟机监控器所拦截,也不用通过软件模拟的方式来处理这些访问请求,而是直接交给真实的硬件去完成。这使得对图形处理要求很高的程序在虚拟机中可以获得比普通虚拟化方法高很多的性能提升。     

矿用乳化液矢量自动配比装置研究

目前，我国95%以上的煤矿企业使用液压设备，乳化液是煤矿液压支架和液压支柱的传动介质，在液压系统中起血液作用，乳化液的配比浓度受很多因素的影响，包括水压、温度、流量、配比装置准确度等，现有的乳化液配比装置配制精度不高。效率低，受人为因素影响较大。通过运用超声波检测技术和变频技术，开发丁基于单片机的矢最自动配比装置；本装置运行稳定、精度高，其运行的各项指标均达到了设计要求；大大提高了配比效率。满足了煤矿企业生产要求，取得了较好的经济效蓣和社会效益。     

物联网设备管理系统的设计与实现

物联网设备已经被广泛应用于各种产业场景中,中立的物联网设备和连接管理是物联网产业中急需突破的一个方向。本文首先分析了物联网设备管理的需求,介绍了一个实际的物联网设备管理系统的设计方案(包括服务器侧和网关的设计);其次,展示了该物联网设备管理系统的数据能力和性能测试结果;最后,对物联网设备管理系统的扩展需求进行了展望。