智能座艙的影分身術:Hypervisor(二)

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本文分析了汽車電子需要的Hypervisor、Hypervisor方案的技術反思、Hypervisor技術使用的必要性以及Hypervisor對SoC的選擇的影響。

接著智能座艙的影分身術:Hypervisor(一)的概念講解,我們說明一下實際Hypervisor的進一步思考。

一、汽車電子需要什么樣的Hypervisor

1. 安全要求

  • 虛擬機系統設計需要達到ASIL B的安全等級。
  • 硬件的系統隔離和安全系統。
  • 安全模式啟動

服務質量保證的高優先級任務性能水平。

2. 功能要求

  • 多操作系統支持(Linux、Android、RTOS,QNX)
  • 具備多屏互動的高效解決方案
  • 圖形圖像加速的能力
  • 系統快速啟動與優化
  • 啟動畫面顯示顯示
  • 軟件硬件分離

3. 接口標準

  • 故障監視與診斷處理
  • 優先級和調度策略
  • 共享內存與進程間通信
  • 半虛擬化設備的標準接口
  • 透傳的IO優化策略

二、Hypervisor方案的技術反思

我們對比一下各個Hypervisor廠商的宣傳的技術的優勢。

如果不考慮成本優勢的話,在分布式電子電氣架構下,Hypervisor廠商所宣傳的虛擬化優勢,都不是優勢而是問題。

Hyperviosr技術在冗余算力調用,故障恢復方向有所成就,但是按汽車功能安全要求來說,原有的產品也是滿足這些需求的。

三、一定要用Hypervisor技術嗎

Hypervisor能省錢,靈活性上有所增強,是不是座艙一定要用Hypervisor技術?

回答:不一定。

拿Tesla Model3作一個例子,這個例子并不極端,在多個屏幕的狀態下依然有效(由于不了解細節,我們這里的方案都是假想)。

智能座艙應用假設包含儀表、IVI、ADAS,顯示輸出一個屏幕。

在同樣的成本條件下,我們有多處可行的解決方案:

  • 方案1:Linux虛擬機方案,運行多個虛擬化系統,由儀表管理GPU,統一輸出到屏幕。
  • 方案2:單Linux方案,運行一個系統,保證ASIL B級別,單一輸出。
  • 方案3:輕量級虛擬化,考慮方案2可能存在的問題,可以在操作系統層進行虛擬化,采用容器技術虛擬化,保證儀表、自動駕駛的資源優先保證。

針對低功耗需求、啟動需求、電源管理需求單獨考慮。

為什么依然推薦使用Hypervisor技術?

回答:

  • 軟件硬分離帶來的好處理。
  • 與世界的進程保持同步。

雖然某些情況下,不使用虛擬化技術我們一樣能解決問題,為什么還推薦使用Hypervisor技術?

回答:

  1. Hypervisor帶來的性能、資源的開銷很小。
  2. Hypervisor對錯誤處理、故障處理帶來的冗余。
  3. Hypervisor對硬件的隔離,有利用硬件的更新迭代。
  4. Hypervisor是行業發展的整體選擇,獨立開辟、維護一條技術協議棧終將落后,除非你象Tesla一樣有創造力,有控制力,有克制力。

舉個歷史故事:

自動駕駛發展史上,人們最初希望通過對道路的改造,比如鋪設磁鐵,來完成車輛自動駕駛。

探索很多年之后,所有的嘗試都失敗了。直到深度學習的發展重新為人類指明了自動駕駛的發展方向。

如果當初有人選擇了深度學習的方向,自動駕駛會更快的到來嗎?

幾乎不會,因為個體選擇的進步要等待時代。同樣,今天如果選擇5G作為實現自動駕駛的核心,那也會完蛋。

座艙還是選擇Hypervisor好,以后麻煩少。

四、Hypervisor對SoC的選擇有什么影響

SoC的選擇與Hypervisor的選擇是互相影響的,因為不是所有的SoC對所有的虛擬機都作過優化。

由于Hypervisor方案涉及到CPU、GPU的虛擬化,半虛擬化解決方案涉及到對上層OS的修改,完全虛擬化涉及到各個CPU的資源分配調用。汽車領域使用虛擬化技術依然需要SoC廠商與Hypervisor廠商共同的支持來進行優化。

  • QNX支持IMX8系統、高通820A系列、SA6155/8155、瑞薩RCar系列;
  • Global Hypervisor支持TI J6、瑞薩RCar系列、Intel Apollo系統;
  • MTK、Autochips等公司都是基于Xen來完善與支持虛擬化技術。

當我們選擇了SoC,或者選擇了Hypervisor方案的時候,我們對另一部件的選擇,甚至對上層OS采用QNX還是Linux其實也一樣做出了選擇。

 

作者:updatedb;公眾號:強哥的面包屑? /??MyCrumbs。

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題圖來自Unsplash,基于CC0協議

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  1. 作者做過hypervisor座艙與單獨控制器的具體成本對比嗎?例如研發費用及單件成本。

    來自上海 回復