基于微內核架構的嵌入式系統虛擬化技術

　　據此，一種頗為可行的方法是有效地利用微內核操作系統的特點，將基于主機操作系統架構的虛擬化和基于管理層的虛擬化融合到一起，結合特權指令部分和一個用戶態(tài)虛擬機管理器來克服彼此的缺陷。如此，加之利用像L4這樣高性能的微內核操作系統，我們可以最終獲得在效率，功能性和安全性三方面取得均衡的虛擬機環(huán)境。

　　基于微內核架構的虛擬化技術

　　本架構(圖2)設計中，我們將主要針對特定的平臺架構(即英特爾x86架構)，以L4微內核系統作為基礎，利用硬件虛擬化技術的支持以構建高效、安全的虛擬機。

　　不同于一般的虛擬機，我們將系統劃分為兩個部分：一個必要的擁有特權指令權限的內核態(tài)虛擬機描述部分以運行指令和請求資源，和一個用戶態(tài)的虛擬機資源控制單元以處理各類事件并實現管理。

　　內核態(tài)虛擬機的抽象將主要要通過兩方面完成：一，以L4任務機制為基礎，利用其地址空間的控制功能以提供必要的隔離性;二，對線程機制進行增強，形成特殊的虛擬CPU線程，用以模擬每個處理器。

　　除此之外，構建虛擬機還需要完善內存頁表的訪問，中斷的處理以及文件系統。這些則需要通過內核態(tài)的虛擬機描述部分與用戶態(tài)的虛擬機管理器協同完成。同時還需要利用用戶態(tài)虛擬機管理器建立一系列的管理和調試接口。

　　虛擬化技術在嵌入式系統中的應用

　　基于微內核的虛擬機環(huán)境具有高可靠性，高靈活性以及實時性支持等特點，而隨著虛擬化技術的不斷發(fā)展，以及新體系架構的引入，嵌入式系統虛擬化的性能障礙也正被逐漸克服，使之可以在嵌入式系統中有著以下廣泛的應用前景。