请选择 进入手机版 | 继续访问电脑版
Bianew新闻版

关注微信公众号【站长自定义模块】,定时推送前沿、专业、深度的商业资讯。

 找回密码
 立即注册
  • QQ空间
  • 回复
  • 收藏

汽车智能座舱以及相关的虚拟化技术

99抱抱 2021-5-30 00:42 8065人围观 汽车技术


汽车智能座舱以及相关的虚拟化技术

智能座舱系统中的Hypervisor以及多操作系统

汽车座舱的发展历史

从汽车座舱的发展途径状况来看,目前的智能座舱正处于智能时代初级阶段。按照工夫线的顺序,大致分为以下3个阶段:

  1. 1960~2000年为机械时代,座舱产品次要包括机械式仪表盘及简单的音频播放设备,功能结构单一,基本都是物理按键方式,可提供的信息仅有车速、发动机转速、水温、油耗等汽车的基本信息;
  2. 2000~2015年是电子时代,随着汽车电子技术的发展,座舱产品进入电子时代,安装仍以机械仪表为主,末尾运用多数小尺寸中控液晶,此外也添加了导航系统、影音等功能,为驾驶员提供较多信息;
  3. 2015年进入智能时代初级阶段,以大尺寸中控液晶屏为代表率先替代传统中控,全液晶仪表末尾逐渐替代传统仪表,中控屏与仪表盘一体化设计的方案末尾出现,多数车型新增低头显示屏(Head Up Display,简称HUD)、流媒体后视镜等,人机交互方式多样化,智能化程度分明提升。但现阶段大部分座舱产品仍是分布式团圆控制,即操作系统互相独立,核心技术表现为模块化、集成化设计。将来随着高级别自动驾驶逐渐运用,芯片和算法等功能添加,座舱产品将进一步晋级,多屏互动、AR/VR等技术的普及,核心技术表现为进一步集成智能驾驶的才能。

智能座舱产业链中存在的机会

智能座舱全产业链分为三大环节:下游,中游和下游。中游是我们通常意义上所指的是一级供应商,经过整合下游各类软硬件,组装成智能座舱产品,提供给下游集成厂商。由于下游厂商的技术含量较高,所以我们下面详细分析一下下游产业链的状况。

芯片层

一芯多屏技术是将来的次要发展趋向。随着汽车座舱外部功能越来越丰富,而传统座舱,仪表、文娱、中控等系统互相独立,次要由单一芯片驱动单个功能/系统,通讯开支大。“一芯多屏”形式采用一颗芯片支持多个操作系统,不只处理了系统之间高成本的通讯开支成绩,同时延长了通讯工夫。

座舱域控制器芯片构成传统汽车电子和消费电子厂商两大阵营。座舱域控制器芯片市场的次要参与者包括NXP的i.mx8系列、德州仪器Jacinto 7、瑞萨R-CAR 3等传统汽车芯片厂商,次要面向中低端市场,此外手机范畴的厂商如联发科MT27xx系列、英特尔Apollo Lake系列、三星Exynos Auto 88xx系列与V系列、高通的SA系列等也加入市场竞争中,次要面向高端市场。目前国内搭载座舱域控制器芯片的车型绝大部分照旧采用的是德州仪器的Jacinto6和NXP的 i.mx6等上一代产品。国内竞争者次要有华为和地平线。

虚拟层

智能座舱系统让驾驶及汽车成为一体,经过不同的视觉形式,掌控行车环境及车内信息。随着高功能多核处理器在座舱电子范畴的广泛运用,面对复杂的环境和控制要求,虚拟机可以更好地发挥芯片功能和节约成本,曾经成为座舱电子不可或缺的软件系统。为了完成一芯多屏,即在降低成本的状况下,同时最大限制地发挥出底层芯片的功能,通常需求引入硬件虚拟层,又叫做Hypervisor。Hypervisor(还可以叫做虚拟机监视器)是一种运转在芯片硬件之上和操作系统之间的中间软件层。由于智能座舱需求同步支持QNX、Android、Linux等多操作系统,因此在物理硬件之上需求一个虚拟化平台(Hypervisor)以支持各个操作系统的运转。Hypervisors即要担任协调硬件资源的访问,也要担任在各个操作系统(运转在虚拟机中)之间的安全隔离。当系统启动并执行Hypervisor时,它会加载各虚拟机操作系统,同时会分配给各虚拟机过量的内存,CPU,网络和磁盘等资源。

在虚拟化环境下,物理服务器的CPU、内存和I/O等硬件资源被虚拟化并受Hypervisor的调度,多个操作系统在Hypervisor的协调下可以共享这些虚拟化后的硬件资源,同时每个操作系统又可以保存彼此的独立性。对智能座舱系统来说通常是三个OS:1). 一个是强调实时性的仪表OS,普通是ASIL B级别,对实时性要求最高;2). 一个是丰富功能的文娱OS,普通是ASIL A级别,对实时性要求最低,但是需求有丰富的接口易于支持下层运用程序的开发和移植;3). 还有一个弱ADAS功能,如360环顾,DMS驾驶者行为监控,面部辨认等,普通是ASIL C级别,对实时性要求处于中等程度。目前常见的虚拟机包括黑莓的QNX、英特尔主导的ACRN、Mobica为代表的XEN、松下收买的Open Synergy的COQOS、德国大陆汽车的L4RE,法国VOSyS的VOSySmonitor,其他还有很多,包括Green Hills的Integrity,日本的eSOL,SYSGO 的Pike,Mentor的Nucleus,三星哈曼的Redbend。

其中QNX虚拟层,公认是最成熟安全程度最高的座舱虚拟机操作系统,非开源的商业产品,所以收费较高。QNX虚拟机采用虚拟CPU形式。QNX运用基于优先级的虚拟CPU共享形式,每个虚拟CPU拥有本人的优先级和工夫义务停止调度,确保高安全优先级OS可以从低优先级OS那里抢占更多的物理CPU资源。虚拟CPU拥有估计资源预算才能,进而在物理CPU上完成自顺应分区。可以最大化应用硬件资源。各OS之间可以共享设备I/O界面,降低成本,减少开发周期。在GPU虚拟方面,QNX还引入了仲裁机制,优先为高安全等级OS提供GPU资源。

ACRN是一款灵敏的、轻量级的Hypervisor,以实时性和关键的安全性为设计出发点,并且经过开源平台为精简嵌入式开发停止优化。ACRN的最大优势之一是尺寸小,发布时大约只要25K行代码。英特尔开源技术中心为项目贡献了源代码,ACRN的早期支持者包括英特尔、ADLink凌华科技、Aptiv、LG电子和东软。后续则有三星哈曼加入。ACRN的典型用例是奇瑞星途VX,这是奇瑞有史以来最高等级的车,也是奇瑞尺寸最大的车。装备了双12.3英寸液晶显示屏,仪表运用Clear Linux,中控采用最新的安卓9.0系统,这是专为车载系统开发的,包括一些公用功能,比如AI语音助手,空调灯光音量语音控制,导航AR加强等。同时装备面部辨认系统,根据面部辨认系统可以个性化设置内饰,同时导航是加强理想AR导航。运用Slim Boot Loader (SBL)技术让仪表盘冷启动低于2秒。

操作系统层

各大车企均基于虚拟层开发其专属操作系统。大部分车企会在底层操作系统基础之上停止定制化开发其专属的车载操作系统。例如基于QNX底层操作系统的车企有福特、奔驰奥迪宝马、大众、沃尔沃等,基于ACRN的车企有特斯拉、丰田、雪佛兰等。根据盖世汽车数据,2017年全球车载操作系统以QNX为主,其市占率约为49%。国内能提供定制专属操作系统的上市企业包括:中科创达、东软集团、诚迈科技、四维图新以及德赛等车机系统供应商等。阿里基于Linux系统内核开发出AliOS,上汽荣威所搭载的斑马智行系统即基于AliOS打造。此外,华为的鸿蒙系统(Harmony OS)异样基于Linux系统内核开发。


来自:大油卡

鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋
我有话说......
浙ICP备19025702号
电话咨询: 135xxxxxxx
关注微信