一、发展趋势
(1)功能分配
可分可合、可软件定义。
(2)电子电气架构
分布式架构 → 域集中式架构 → 中央集中式架构
(分散的 ECU功能 → 集成→ 域控制器 →多域融合→ 车载中央计算机)
(3)底层硬件
单一SoC芯片(简单逻辑) → 多核 SoC 芯片(复杂控制逻辑及强大的算力)
(4)操作系统
Android → 交互体验、应用生态丰富 → 座舱域 IVI
RTLinux → 实时性、可靠性 → 仪表盘、辅助驾驶、智驾域
RTOS → 实时性、可靠性 → 仪表盘、辅助驾驶、智驾域
二、资源隔离技术
原因:
1)域融合 2)安全可靠 3)应用生态的可持续性兼容
资源隔离技术:
在同一 SoC 切分资源 → 并发运行多种操作系统(互不干扰)
资源隔离技术类型:
1)硬件隔离
优点:
隔离性最好,单隔离域的性能、安全可靠性最高。
缺点:
灵活性、可配置性差,不能实现硬件共享,资源利用率差,不能达到软件定义汽车的目标。
2)虚拟化隔离
安全可靠、弹性灵活,是软件定义汽车的重要支撑技术。
3)容器隔离
同一个操作系统内,存在资源干扰、相互安全攻击的隐患,并且无法支持异构操作系统域融合,不利于生态发展。
4)进程隔离
同一个操作系统内,存在资源干扰、相互安全攻击的隐患,并且无法支持异构操作系统域融合,不利于生态发展。
三、虚拟化隔离——Hypervisor
Hypervisor :虚拟机监控程序(VMM)。
Hypervisor位于 SoC 硬件,将实体资源(如 CPU、内存、存储空间、网络适配器、外设等 ) 转换为虚拟资源,按需分配给每个虚拟机,允许独立访问已授权的虚拟资源。
Hypervisor 实现硬件资源的整合和隔离,使应用程序既能共享 CPU 等物理硬件,也能依托不同的内核环境和驱动运行。
Hypervisior 功能:
1)CPU 虚拟化:为虚拟机提供 VCPU 资源和运行环境
2)内存虚拟化:负责为其自身和虚拟机分配和管理硬件内存资源
3)虚拟机设备模拟:根据需求创建虚拟机可以访问的虚拟硬件组件
4)虚拟机资源配置:对虚拟机的 CPU,内存,IO 外设等资源进行配置和管理
5)虚拟机通信:为虚拟机提供 IPC,共享内存等通信机制
6)虚拟机调度:为虚拟机提供优先级和时间片等调度算法
7)中断虚拟化:发生中断和异常时,按需将中断和异常路由到虚拟机进行处理
8)硬件支持 BSP:提供 Hypervisor 在 SoC 上运行的板级支持包,如串口驱动