收藏本站
《兰州大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

面向安全关键的虚拟化与分区操作系统研究与实现

周睿  
【摘要】:当前,随着各种高性能处理器和低成本存储芯片的出现,嵌入式系统的应用越发多样化。在嵌入式系统涉及到的许多应用领域,是关系到国家经济和技术基础与发展的重要领域,对安全关键应用提出了很高的要求。因此,在这些应用中,如何构建安全的嵌入式体系,保证和提升嵌入式系统的安全性和可靠性就变得越来越重要。嵌入式系统是由计算机系统演化而来,因此在嵌入式安全关键领域中,往往借鉴和使用了通用计算机系统的技术和方案。 本论文通过虚拟化技术和分区操作系统来开展面向嵌入式安全关键领域的研究。虚拟化技术将物理资源抽象为逻辑表示,并向普通用户隐藏了不必要的细节;而分区操作系统则是对物理资源进行逻辑分配,实现在时间和空间上的隔离。这两方面的内容无论是理论基础还是技术实践都具有千丝万缕的联系:在虚拟化技术中通常采用了分区的概念来管理虚拟机实例,而在现有的分区操作系统中往往使用了虚拟化技术来保证系统的功能和性能。当前的虚拟化技术研究和应用主要面向桌面或者服务器,在嵌入式系统还处于起步阶段;而分区操作系统针对嵌入式领域具有较多的应用。因此,将两者相结合应用到嵌入式安全关键领域,既具有前沿的探索价值,又具有可行意义。本论文基于虚拟化技术和分区操作系统,通过对计算资源的抽象、分配和隔离,以保证系统关键服务的独立性、可靠性和稳定性,并参照安全关键相关的国际标准,根据安全关键的应用需求建立具体的系统模型,然后利用嵌入式硬件设备进行系统实现。 本论文的具体工作重点包括三个研发实例:基于PowerPC的嵌入式分区操作系统、基于Cell SPU的嵌入式安全关键系统和基于虚拟化的嵌入式协作学习环境和安全关键系统,一方面描述了虚拟化技术和分区操作系统在具体的嵌入式硬件平台的设计与实现,另一方面结合IEC 61508和ARINC 653两个安全关键国际标准,体现了虚拟化技术和分区操作系统在嵌入式安全关键研究和应用中的存在意义与实用价值。 本论文的内容结构安排如下:第一章绪论从计算机操作系统的角度引出相关的基本概念,提出研究的动机,并概括介绍本论文的主要工作。第二章介绍嵌入式系统及其在安全关键领域中的研究和应用现状。第三章介绍虚拟化技术和分区操作系统,讨论并分析两者的特点以及研究和应用现状,尤其是在嵌入式系统领域的应用和发展。第四章提出了本论文的主要工作,描述了三个具体的研发实例,反映了将虚拟化技术和分区操作系统相结合,参考安全关键的相关国际标准,由此构建理论基础和技术方案,应用于嵌入式硬件平台,以满足嵌入式安全关键系统的应用需求的整个过程。第五章对本论文的工作进行了总结。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP316

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 张传德;基于MIPS的实时XtratuM的研究[D];兰州大学;2011年
2 何伦;基于Linux的IMA软件平台的设计与实现[D];上海交通大学;2012年
3 张轲;基于UIO的NOP通信协议的设计与实现[D];兰州大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 管洋;戚正伟;;ReWorks嵌入式操作系统在船舶PMS上的应用[J];船舶工程;2010年01期
2 刘嘉佳;;桌面虚拟化的技术及前景分析[J];电脑编程技巧与维护;2010年06期
3 张青;杜召阳;白佳;;采用虚拟化技术优化IT基础架构 有效提升IT服务提供能力[J];电信技术;2010年03期
4 马义德,刘映杰,张新国;嵌入式系统的现状及发展前景[J];信息技术;2001年12期
5 韩江洪;刘征宇;刘晓平;唐昊;张建军;;工业控制安全研究综述[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2010年02期
6 覃志东,雷航,桑楠,熊光泽,古幼鹏;安全关键软件可靠性验证测试方法研究[J];航空学报;2005年03期
7 杨仕平,桑楠,陈慧,熊光泽;安全关键实时操作系统时间隔离保护机制的设计与实现[J];计算机研究与发展;2004年07期
8 杨仕平,桑楠,熊光泽;安全关键软件的防危性测评技术研究[J];计算机学报;2004年04期
9 张奕;蔡皖东;王玥;;嵌入式自适应安全关键中间件设计方法研究[J];计算机应用;2008年11期
10 张奕;蔡皖东;;ASCM:基于SOA的嵌入式安全关键中间件[J];计算机应用研究;2010年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 邓劲生;广域网络存储虚拟化技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 张智超;高可信赖嵌入式操作系统内核的研究与实现[D];电子科技大学;2004年
2 熊华根;基于COTS的安全关键软件故障注入技术研究[D];华中师范大学;2007年
3 沈永清;基于ARM的嵌入式安全关键软件仿真测试平台的研究[D];同济大学;2007年
4 周辉;基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式软硬件设计研究与实践[D];江南大学;2008年
5 白树伟;嵌入式实时Hypervisor: XtratuM[D];兰州大学;2009年
6 张薇;可靠通信服务模型及实例研究:Net SPU[D];兰州大学;2009年
7 李聪;服务器、网络、存储虚拟化技术在数据中心的应用研究[D];天津大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李秋英;姜梦岑;;软件可靠性验证测试最小测试量的必要条件[J];北京航空航天大学学报;2010年02期
2 李秋英;李海峰;王健;;测试有效性对软件可靠性验证测试量的影响[J];北京航空航天大学学报;2011年03期
3 刘建波;张浩;;功率管理技术在舰船电力推进中的应用[J];船电技术;2011年07期
4 钱光明;;平滑而快速地插入新任务[J];湖南文理学院学报(自然科学版);2008年02期
5 钱光明;陈湘华;姜辉;;实时任务的选择性压缩[J];湖南文理学院学报(自然科学版);2011年01期
6 陈小娟;雷轶鸣;;嵌入式控制系统在CPT系统中的应用[J];重庆工学院学报(自然科学版);2008年11期
7 曹万科;张天侠;周淑文;陈启明;;基于CAN与TTCAN的汽车整车分层控制网络及调度[J];东北大学学报(自然科学版);2007年11期
8 罗玎玎;赵海;孙佩刚;林恺;;硬实时环境下固定优先级调度的离线优化[J];东北大学学报(自然科学版);2008年09期
9 赵海;周峰;罗玎玎;;WebitOS中动态优先级调度机制及EDF算法的实现[J];东北大学学报(自然科学版);2008年11期
10 杨霞;古和亦;汪强;桑楠;熊光泽;;Hades高可信架构中分区间信息流控制的研究[J];电子科技大学学报;2012年01期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 董焱;;基于虚拟化技术的实验教学中心环境构建[A];北京高教学会实验室工作研究会2010年学术研讨会论文集(下册)[C];2010年
2 董焱;;基于虚拟化技术的实验教学中心环境构建[A];北京高校实验室工作研究会2010年年会优秀论文[C];2011年
3 郭祥艳;李艺;;高安全等级操作系统关键技术研究[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(下)[C];2006年
4 陈福;周树杰;林小竹;杨跃翔;;应用嵌入式系统进行数据采集的研究[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集(下册)[C];2004年
5 董兰兰;杨柳;陈英杰;;基于ARM单片机的装载机障碍物监测预警系统设计[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年
6 张艳超;刘建卓;孙强;毕国玲;;基于Windows CE的网络图像传输的研究[A];2010年全国通信安全学术会议论文集[C];2010年
7 范辉华;祝凤杰;吴伟杰;;虚拟化技术在舰船设计单位中的应用研究[A];2011年CAD/CAM学术交流会议论文集[C];2011年
8 HU Wei;LIU Gui;FU Li;;A Review of Shock Detection Technology Based on Embedded System[A];第25届中国控制与决策会议论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王志颖;复杂装备智能机内测试技术研究[D];电子科技大学;2011年
2 刘昌平;可信计算环境安全技术研究[D];电子科技大学;2011年
3 吕宏武;面向分布式关键任务系统的自律可信性模型及其分析[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 赵明;具备约束的实时调度关键问题的研究[D];东北大学;2010年
5 陈慧;实时宽带现场网络技术研究[D];电子科技大学;2004年
6 杨仕平;分布式任务关键实时系统的防危(Safety)技术研究[D];电子科技大学;2004年
7 朱永松;基于通用DSP的数字电视信源解码器的研究与实现[D];天津大学;2005年
8 覃志东;高可信软件可靠性和防危性测试与评价理论研究[D];电子科技大学;2005年
9 段然;嵌入式可重构DSP体系结构研究[D];西北工业大学;2005年
10 徐兴锋;服务外包国家竞争优势分析及对策研究[D];对外经济贸易大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐张杰;无线个人区域网的调度算法研究[D];湘潭大学;2010年
2 王洪亮;车载MP3播放器音频解码的软件设计[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 梁志勇;基于LM3S8962处理器的煤矿监测系统的研究[D];北京交通大学;2011年
4 张洋;铁路信号系统安全关键软件故障注入技术研究[D];北京交通大学;2011年
5 马钺;基于μC/OS-Ⅱ的远程控制系统[D];华东理工大学;2011年
6 曹洋;国际服务外包承接政策比较研究[D];天津财经大学;2010年
7 贾凯;嵌入式人脸检测系统的设计与实现[D];西安电子科技大学;2011年
8 杨媛媛;WEB视频播放的Gstreamer架构设计[D];太原理工大学;2011年
9 万华山;基于ARM的嵌入式淬火机床能量监控器的设计[D];华北电力大学(北京);2011年
10 夏成海;基于Linux的嵌入式无线监测数据采集系统的设计[D];北京邮电大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李昕颖;熊华钢;;综合化航空电子分区隔离的建模与设计方法[J];北京航空航天大学学报;2011年01期
2 农毅;;基于CAN总线的网络化汽车传感器的研究与设计[J];传感器与微系统;2007年08期
3 陈娟;;ARINC653分区操作系统在综合模块化航空电子系统中的应用[J];电讯技术;2009年05期
4 单承刚;;嵌入式Linux下的实时性增强方案[J];电子技术应用;2010年07期
5 马越;;航空电子系统技术发展趋势[J];航空制造技术;2010年18期
6 徐晓光,叶宏;分区间通信在航空电子系统中的设计与实现[J];航空计算技术;2005年01期
7 贾璐;;航空电子系统分区间通信监控技术的研究和实现[J];航空计算技术;2008年04期
8 李运喜;梁小虎;叶宏;王蜜蜂;;时间分区的设计与实现[J];航空计算技术;2010年04期
9 褚文奎;张凤鸣;樊晓光;;综合模块化航空电子系统软件体系结构综述[J];航空学报;2009年10期
10 王志平,熊光泽;一种基于Ethernet的硬实时通信协议[J];计算机研究与发展;2000年10期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李婵娟;安全关键实时通信协议研究[D];兰州大学;2011年
2 贾洪勇;安全协议的可组合性分析与证明[D];北京邮电大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 孙昱;虚拟机Xen及其实时迁移技术研究[D];上海交通大学;2008年
2 刘冀;Tickless技术研究及其在嵌入式系统中的实现[D];电子科技大学;2009年
3 佘开锐;XtratuM共享内存域间通信组件研究与实现[D];兰州大学;2009年
4 徐家;Linux下USB视频设备用户空间驱动研究与开发[D];浙江大学;2010年
5 吴章金;Linux实时抢占补丁的研究与实践[D];兰州大学;2010年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 吴俊杰;基于OSP平台的内存管理研究及实现[D];武汉理工大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王海峰,陈建明,张仲义;安全苛求系统的形式化开发方法[J];北方交通大学学报;2002年06期
2 刘斌,陆民燕,阮镰;基于模糊神经网络的软件可靠性早期预计方法[J];北京航空航天大学学报;2001年02期
3 丛珉,陆民燕,白云峰;软件可靠性预计方法研究及实现[J];北京航空航天大学学报;2002年01期
4 吕诚昭;孟洛明;;一个软件测试自动化系统:TSBAG[J];北京邮电学院学报;1993年01期
5 江建慧,闵应骅,施鸿宝;一种扩展故障安全系统理论[J];电路与系统学报;1999年04期
6 杨晔;实时操作系统的μC/OS-Ⅱ下TCP/IP协议栈的实现[J];单片机与嵌入式系统应用;2003年07期
7 王勇,陈抗生;嵌入式Internet中的协议选择[J];电信科学;2002年04期
8 梁合庆;Internet连接用嵌入式系统设计[J];电子产品世界;2000年04期
9 陶猛,许琴,刘峰;LWIP在嵌入式视频服务器中的移植与性能测试[J];电子工程师;2005年02期
10 葛永明,林继宝;嵌入式系统以太网接口的设计[J];电子技术应用;2002年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 丁海梅;自动化系统安全评估技术的研究[D];北京化工大学;2007年
2 申光耀;软件安全性保障框架及安全性技术应用[D];北京信息控制研究所;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 Harry McCracken;;虚拟PC离我们还有多远?[J];微电脑世界;2007年06期
2 邱航;;虚拟“聚焦”系统[J];软件世界;2007年07期
3 ;微软将免费提供Hyper-V Server[J];每周电脑报;2008年30期
4 王宇宁;;虚拟技术在桌面管理中的应用与实现[J];计算机与网络;2009年14期
5 刘晓芬;王轶凡;涂时亮;;RT-Hypervisor:用于实时嵌入式系统的虚拟机监视器[J];计算机工程与设计;2008年22期
6 ;步入Windows Server 2008之门[J];计算机与网络;2008年07期
7 虚拟化;;浅谈虚拟化工作原理[J];网络与信息;2009年12期
8 ;解开“M/N谜团”[J];信息系统工程;2006年12期
9 潘晓东;;手机虚拟化[J];程序员;2009年07期
10 马天蔚;;虚拟化是竞争焦点——谈UNIX操作系统的新进展[J];每周电脑报;2005年24期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张鲁飞;程华;;绿色操作系统:体系结构和应用程序的反思[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(下册)[C];2010年
2 王剑锋;;“虚拟”丰“云”——虚拟化和云计算技术浅析[A];中国新闻技术工作者联合会五届一次理事会暨学术年会论文集(上篇)[C];2009年
3 肖钧;黄亮;;虚拟化搭配去重,双剑合璧更给力[A];2011年CAD/CAM学术交流会议论文集[C];2011年
4 杨元利;;基于职业能力培养的物流课程虚拟化教学结构化分析[A];Proceedings of 2010 National Vocational Education of Communications and Information Technology Conference (2010 NVCIC)[C];2010年
5 刘然;蒋克检;宋之光;;中国气象局新一代卫星数据广播系统(CMACast)小站操作系统快速安装方法的设计和实现[A];2011年中国气象学会气象通信与信息技术委员会暨国家气象信息中心科技年会论文摘要[C];2011年
6 陈院庆;王红蕾;;μC/OS-Ⅱ操作系统在dsPIC30F芯片上的移植[A];2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2010年
7 王跃飞;韩江洪;胡庆新;张本宏;;具有性能约束的安全关键DCS设计与仿真[A];全国第19届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集(上册)[C];2008年
8 龚爱斐;张文静;;基于虚拟化架构的软件开发与测试环境自动化[A];第二十三届中国(天津)2009IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2009年
9 刘孟全;;服务器虚拟化相关问题分析[A];广西计算机学会2009年年会论文集[C];2009年
10 龚爱斐;张文静;;基于虚拟化架构的软件开发与测试环境自动化[A];第二十二届中国(天津)'2008IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 计世资讯 曹宇杰;虚拟化带给操作系统重大改变[N];计算机世界;2009年
2 张自力;虚拟化战争[N];网络世界;2007年
3 李瀛寰;红帽RHEL5让桌面虚拟[N];中国计算机报;2007年
4 ;操作系统的重要性将因虚拟化而降低[N];网络世界;2010年
5 本报记者 郭涛;操作系统不再重要?[N];中国计算机报;2010年
6 龙真;虚拟化的春天即将到来?[N];中国电脑教育报;2007年
7 祁金华 编译;开源与虚拟化:天生一对[N];网络世界;2007年
8 彭;移动虚拟化:小荷才露尖尖角[N];电脑商报;2008年
9 姜波;这一站,集成虚拟化[N];网络世界;2006年
10 祁金华;Xen还是KVM这是一个问题[N];网络世界;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周睿;面向安全关键的虚拟化与分区操作系统研究与实现[D];兰州大学;2010年
2 李婵娟;安全关键实时通信协议研究[D];兰州大学;2011年
3 张志杰;智能手机操作系统的竞争与发展研究[D];北京邮电大学;2012年
4 陈华才;虚拟化环境中计算效能优化研究[D];华中科技大学;2011年
5 桂盛霖;安全关键嵌入式实时软件的关键非功能属性分析研究[D];电子科技大学;2011年
6 吴涛;虚拟化存储技术研究[D];华中科技大学;2004年
7 孙晓川;未来网络虚拟化资源管理机制研究[D];北京邮电大学;2013年
8 陈宇;高可靠容错实时系统的支撑技术研究[D];电子科技大学;2001年
9 奚珣;电网安全关键职种心理胜任素质模型研究[D];华东师范大学;2009年
10 王晶;强隔离操作系统的设备虚拟化[D];中国科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 崔倩楠;基于云计算环境的虚拟化资源平台研究与评价[D];北京邮电大学;2011年
2 韩亮;基于动态信号的安全关键逻辑设计[D];兰州大学;2012年
3 刘晓芬;RT-Hypervisor:一个用于实时嵌入式系统的虚拟机监视器的设计与实现[D];复旦大学;2008年
4 杨子夜;利用虚拟机动态迁移技术整合模拟和虚拟环境[D];复旦大学;2009年
5 张扬;XEN下基于Intel VT-d技术的I/O虚拟化的实现[D];电子科技大学;2010年
6 赵英俊;一种信息服务结点的主动防御系统模型[D];西安电子科技大学;2009年
7 伊腾飞;基于硬件虚拟化反调试的软件保护设计[D];上海交通大学;2010年
8 李守波;云环境下数学软件虚拟化关键技术的研究[D];兰州大学;2011年
9 袁国钢;农业领域测量、测试仪器虚拟化对策研究[D];重庆大学;2004年
10 王睿;虚拟化数据中心动态性能控制系统设计与实现[D];上海交通大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026