基于单根I/O虚拟化的多根I/O资源池化方法

虚拟化技术在为现代数据中心提供高效的服务器整合能力和灵活的应用部署能力的同时,也对数据中心服务器的I/O系统设计提出了新的需求,现有I/O资源与服务器紧密绑定的I/O体系架构将产生成本上升、资源冗余、I/O连线复杂化等一系列问题.针对上述问题,提出了一种基于单根I/O虚拟化协议(single root I/O virtualization,SR-IOV)的多根I/O资源池化方法:基于硬件的多根域间地址和ID映射机制,实现了多个物理服务器对同一I/O设备的共享复用,有效减少单体服务器所需的设备数量和连线数量,并进一步提高服务器密度;同时提出虚拟I/O设备热插拔技术和多根共享管理机制,实现了虚拟I/O资源在服务器间的实时动态分配,提高资源的利用效率.提出的方法在可编程逻辑器件(fieid-programmable gate array,FPGA)原型系统中进行了验证,其评测表明,方法能够在实现多根I/O虚拟化共享的同时,保证各个根节点服务器获得近乎本地直连设备的I/O性能.

基于ISA平台I/O资源扩充卡的设计及访问技术

ISA(Industrial Stantard Architecture)是IBM公司推出的总线标准,它支持8位和16位数据传输,且具有20位(实地址)和24位(虚地址)寻址能力,它支持多主控总线操作。目前绝大多数微机都支持这种平台结构,基于ISA平台设计扩充卡(如显示卡、汉卡以及网卡等)已成为扩充微机外设资源的有效手段。而目,由于ISA平台在大多数工业控制PC上得到了强有力的支持,使得基于ISA平台的设备控制接口卡成为工业生产自动化及实时设备监控中的重要组成部分。本文结合ISA平台的结构特点,给出了ISA平台下开发、访问I/O资源扩充卡的部分实用技术。

分布式I/O资源虚拟化技术的研究

提出一种可有效整合和使用分布式I/O资源的新方案.该方案实现于操作系统和系统硬件之间,主要采用最新的硬件虚拟化技术,将分布于多主机的I/O资源进行虚拟化和整合,为上层客户操作系统构建一个全局虚拟I/O空间,实现客户操作系统对分布式I/O资源的全局管理和使用.该方案实现于系统软件层,性能较高、实现成本低,并且客户操作系统无需做任何修改.

VISA函数库I／O资源层RS-232接口的扩充与实现

针对国内现有的VISA函数库支持的物理接口种类较国外少的问题,本文提出了一种链表式的资源管理与组织方法,利用该方法设计VISA函数库的内部结构,可以方便地扩充VISA支持的接口种类,使现有的VISA函数库具有良好的向后兼容能力。通过在实验室前期项目中开发的针对GPIB接口的VISA函数库中扩展了对RS-232接口的驱动功能,验证了该方法的有效性和合理性。文中通过对VISA函数库中几个关键函数的介绍详述了链表式资源管理与组织的方法,并给出了根据此方法设计开发的VISA函数库在Visual C++6.0环境中的应用实例。

基于微内核的虚拟机I/O安全机制

NOVA等微内核虚拟化架构解决了宏内核平台可信计算基体积和攻击面过大的问题,但其仍缺乏虚拟机分等级保护和I/O资源访问控制等安全机制.本文提出了安全域的概念,并将虚拟机划分至不同的安全域,进而建立可定制的I/O资源访问控制机制.通过将访问控制模块添加至I/O资源访问的关键代码路径,实现了不同安全域的I/O资源访问控制.实验表明,该机制提高了数据的隔离性与安全性,仅对计算密集型、I/O密集型任务造成了较小的性能损耗.

N+1键盘的两次原理改进

近年来,经常出现计划在原有硬件基础上增加新功能,却发现单片机的I/O资源不够用的情况,虽然改为使用N+1方式的键盘可以节省不少口线资源,但理论上的N+1在实际工作中有一定缺陷,不能适应不同的硬件及结构。笔者根据工作中实际情况两次改进电路,使之能适应不同的硬件和结构。