CN107783821A - 车载一体虚拟化方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种车载一体虚拟化方法和装置，该方法包括：在硬件平台上通过虚拟化环境建立虚拟机管理系统，所述硬件平台支持虚拟化；通过所述虚拟机管理系统，分别虚拟出用于运行车载安全应用的实时操作系统，用于运行客户应用的客户操作系统，以及用于运行车载娱乐应用的车载娱乐操作系统。本发明实施例的优点在于通过在硬件平台的虚拟化环境上建立了一个用于管理不同操作系统的虚拟机管理系统，以及通过虚拟机管理系统分别建立了实现不同的应用功能的操作系统，使得一个硬件平台可以将不同操作系统的优势进行发掘，支持不同的应用在不同的操作系统中发挥到最大性能，满足车载系统对丰富的数字化功能的需求。

Description

车载一体虚拟化方法和装置
技术领域
本发明实施例涉及车载设备技术，尤其涉及一种车载一体虚拟化方法和装置。
背景技术
随着汽车行业以及车载系统的发展，汽车行业需求一种低体积、低重量和低复杂度，同时还需要具备丰富的数字化功能的车载硬件系统。而如果车载硬件系统的功能的多样化，系统对于功耗、性能和实时性的要求也会更严格；如何将这几方面的发展趋势结合起来，已成为当今汽车行业最紧迫的挑战之一。
发明内容
本发明实施例提供一种车载一体虚拟化方法和装置，可以满足在车载硬件系统上实现不同的操作系统。
第一方面，本发明实施例提供了一种车载一体虚拟化的方法，其中，该方法包括以下步骤：
将用户输入的输入序列发送给网络设备；
接收网络设备反馈的、与所述输入序列匹配的至少一个应用的应用信息，其中，所述应用信息能够用于获取或直接启动与其对应的应用；
从所述至少一个应用中确定需要启动的应用；
根据所述需要启动的应用的应用信息，并结合本地应用的应用信息，执行相应操作。
第二方面，本发明实施例提供了一种车载一体虚拟化的装置，其中，该装置包括以下装置：
用于将用户输入的输入序列发送给网络设备的装置；
用于接收网络设备反馈的、与所述输入序列匹配的至少一个应用的应用信息的装置，其中，所述应用信息能够用于获取或直接启动与其对应的应用；
用于从所述至少一个应用中确定需要启动的应用的装置；
用于根据所述需要启动的应用的应用信息，并结合本地应用的应用信息，执行相应操作的装置。
第三方面，本发明实施例提供了一种车载一体虚拟化方法，包括：
在硬件平台上通过虚拟化环境建立虚拟机管理系统，所述硬件平台支持虚拟化；
通过所述虚拟机管理系统，分别虚拟出用于运行车载安全应用的实时操作系统，用于运行客户应用的客户操作系统，以及用于运行车载娱乐应用的车载娱乐操作系统。
进一步地，所述实时操作系统、所述客户操作系统和所述车载娱乐操作系统运行于不同的DomU中，所述虚拟机管理系统运行于Dom0中。
进一步地，所述硬件平台采用基于ARM Cortex-A15的处理器，所述虚拟化环境为Xen Hypervisor。
进一步地，所述实时操作系统为FreeRTOS系统，所述客户操作系统为Android系统，所述车载娱乐操作系统为GenIVI系统。
进一步地，所述虚拟出用于运行客户应用的客户操作系统，包括：
在生成客户操作系统的镜像文件时，将镜像文件中的硬件驱动模块、开机动画模块和可选应用模块中的至少一种删除，并生成优化后的镜像文件；
根据所述优化后的镜像文件虚拟出用于运行客户应用的客户操作系统。
第四方面，本发明实施例还提供了一种车载一体虚拟化装置，包括：
管理系统建立模块，用于在硬件平台上通过虚拟化环境建立虚拟机管理系统，所述硬件平台支持虚拟化；
操作系统虚拟模块，用于通过所述虚拟机管理系统，分别虚拟出用于运行车载安全应用的实时操作系统，用于运行客户应用的客户操作系统，以及用于运行车载娱乐应用的车载娱乐操作系统。在不同的操作系统中运行相应的应用，可以给用户提供丰富的功能。
进一步地，所述实时操作系统为FreeRTOS系统，所述客户操作系统为Android系统，所述车载娱乐操作系统为GenIVI系统。
进一步地，所述操作系统虚拟模块具体包括：
镜像生成单元，用于在生成客户操作系统的镜像文件时，将镜像文件中的硬件驱动模块、开机动画模块和可选应用模块中的至少一种删除，并生成优化后的镜像文件；
客户操作虚拟单元，用于根据优化后的镜像文件虚拟出用于运行客户应用的客户操作系统。
第五方面，本发明实施例还提供了一种车载设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本发明任意实施例所述的车载一体虚拟化方法。
第六方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任意实施例所述的车载一体虚拟化方法。
本发明实施例通过在硬件平台的虚拟化环境上建立了一个用于管理不同操作系统的虚拟机管理系统，以及通过虚拟机管理系统分别建立了实现不同的应用功能的操作系统，使得一个硬件平台可以将不同操作系统的优势进行发掘，支持不同的应用在不同的操作系统中发挥到最大性能，满足车载系统对丰富的数字化功能的需求。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：现有技术的硬件平台采用ARM CortexA7/A15，在上面运行Xen vHypervisor,version:4.7,基于xen hypervisor虚拟出实时FreeRTOS，domu1运行安全平台，虚拟出Android操作系统，运行用户应用程序,优化其启动速度，可以在更低功耗下运行，domu3是基于GenIVI Linux系统镜像，可以运行车载娱乐功能，最终在硬件平台虚拟出三个分离的操作系统平台，相互不会影响，而且可以通过xen虚拟机监控domain为不同的系统分配资源，做到机制和策略分离。目前技术的支持的虚拟操作系统类型不是很丰富，未来可以进一步扩展多个虚拟的操作系统镜像，每个不同的操作系统镜像具有各个不同的优势，用户可以根据工作环境来自由切换虚拟操作系统镜像。目前客户操作系统与硬件的通信完全通过dom0，这样dom0可能成为性能的瓶颈，未来可以增加domain d,具有直接操作硬件的能力，客户操作系统也可以通过domain d来存取硬件，释放dom0的部分压力。本发明打破了本领域技术人员的上述惯性思维，并能够实现以下效果：采用车载虚拟化管理系统，该系统运行在xen虚拟化环境，虚拟出一个dom0域用于管理各个domu操作系统，以及为所有的硬件提供驱动支持，其他domu需要访问硬件直接通过xenhypervisor提供的域间共享内存机制从dom0访问硬件。虚拟出一个客户操作系统domu1,运行Freertos操作系统，虚拟一个客户操作系统domu2运行anrdroid 5.1操作系统，虚拟一个客户操作系统运行GenIVI linux操作系统。Domain 0运行linux kernel 3.10并且消耗2个虚拟cpu资源,Domain 1运行嵌入式实时Freertos操作系统,运行车载安全应用，消耗2个虚拟cpu资源，domain 2运行andriod 5.1操作系统，消耗2个虚拟CPU资源，运行用户应用程序。domain 3运行GenIVI Linux，运行车载娱乐程序,消耗2个虚拟cpu资源。xenhypervisor分配8个虚拟cpu资源，hypervisor基于round-robin algorithm从物理cpu资源池来分配到虚拟cpu.对于Android虚拟系统，特别对android的启动过程进行了优化，可以比通用的android系统的启动速度要快约一配，对于android性能没有任何影响。整合Linux和基于Android的系统以及FreeRTOS兼容软件。由于采用了模块化设计，该平台可用于音响系统、仪表板及连接/辅助驾驶系统。安全性高，软件和硬件的兼容性高，最大化的利用硬件的性能，节约了客户的成本。
附图说明
图1为本发明一个实施例的车载一体虚拟化方法的系统示意图；
图2为本发明一个实施例的车载一体虚拟化装置的硬件示意图；
图3是本发明实施例一中的车载一体虚拟化方法的流程图；
图4是本发明实施例一所适用的硬件平台的硬件配置示意图；
图5是在车辆中应用本发明实施例一中的车载一体虚拟化方法的图形化示意图；
图6是本发明实施例一中的车载一体虚拟化的方法所建立的虚拟机管理系统以及车载娱乐操作系统的结构示意图；
图7是本发明实施例二中的车载一体虚拟化方法的流程图；
图8是本发明实施例三中的车载一体虚拟化装置的结构示意图；
图9是本发明实施例五中的一种车载设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
由于虚拟化技术的出现，统一的硬件平台可以虚拟运行不同的操作系统，如车载控制系统需要极高的安全性，能及时响应突发事件，可以采用支持实时的嵌入式操作系统，用户应用程序可以基于非实时嵌入式操作系统，针对不同的应用环境，可以采用更适应的虚拟操作系统进行运行。
图1为本发明一个实施例的车载一体虚拟化方法的系统示意图。
根据本实施例的方法包括：
步骤S1，虚拟出一个域用于管理各个操作系统，以及为所有的硬件提供驱动支持；
步骤S2，其他操作系统需要访问硬件直接通过虚拟域提供的域间共享内存机制从虚拟域访问硬件；
步骤S3，虚拟出一个客户操作系统运行Freertos操作系统；
步骤S4，虚拟另一个客户操作系统运行anrdroid 5.1操作系统；
步骤S5，虚拟又一个客户操作系统运行GenIVI linux操作系统。
所述方法运行于硬件平台，所述硬件平台配置DRA7evaluation board，硬件平台配备了双核ARM Cortex-A15 processor，网络设备，无线设备，高速dma uart接口，gps,蓝牙模块，相机模块和gpu。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：现有技术的硬件平台采用ARM CortexA7/A15，在上面运行Xen vHypervisor,version:4.7,基于xen hypervisor虚拟出实时FreeRTOS，domu1运行安全平台，虚拟出Android操作系统，运行用户应用程序,优化其启动速度，可以在更低功耗下运行，domu3是基于GenIVI Linux系统镜像，可以运行车载娱乐功能，最终在硬件平台虚拟出三个分离的操作系统平台，相互不会影响，而且可以通过xen虚拟机监控domain为不同的系统分配资源，做到机制和策略分离。目前技术的支持的虚拟操作系统类型不是很丰富，未来可以进一步扩展多个虚拟的操作系统镜像，每个不同的操作系统镜像具有各个不同的优势，用户可以根据工作环境来自由切换虚拟操作系统镜像。目前客户操作系统与硬件的通信完全通过dom0，这样dom0可能成为性能的瓶颈，未来可以增加domain d,具有直接操作硬件的能力，客户操作系统也可以通过domain d来存取硬件，释放dom0的部分压力。本发明打破了本领域技术人员的上述惯性思维，并能够实现以下效果：采用车载虚拟化管理系统，该系统运行在xen虚拟化环境，虚拟出一个dom0域用于管理各个domu操作系统，以及为所有的硬件提供驱动支持，其他domu需要访问硬件直接通过xenhypervisor提供的域间共享内存机制从dom0访问硬件。虚拟出一个客户操作系统domu1,运行Freertos操作系统，虚拟一个客户操作系统domu2运行anrdroid 5.1操作系统，虚拟一个客户操作系统运行GenIVI linux操作系统。Domain 0运行linux kernel 3.10并且消耗2个虚拟cpu资源,Domain 1运行嵌入式实时Freertos操作系统,运行车载安全应用，消耗2个虚拟cpu资源，domain 2运行andriod 5.1操作系统，消耗2个虚拟CPU资源，运行用户应用程序。domain 3运行GenIVI Linux，运行车载娱乐程序,消耗2个虚拟cpu资源。xenhypervisor分配8个虚拟cpu资源，hypervisor基于round-robin algorithm从物理cpu资源池来分配到虚拟cpu.对于Android虚拟系统，特别对android的启动过程进行了优化，可以比通用的android系统的启动速度要快约一配，对于android性能没有任何影响。整合Linux和基于Android的系统以及FreeRTOS兼容软件。由于采用了模块化设计，该平台可用于音响系统、仪表板及连接/辅助驾驶系统。安全性高，软件和硬件的兼容性高，最大化的利用硬件的性能，节约了客户的成本。
图2为本发明一个实施例的车载一体虚拟化装置的硬件示意图。
该装置包括以下装置：
域虚拟模块10，用于虚拟模块虚拟出一个域用于管理各个操作系统，以及为所有的硬件提供驱动支持；
其他操作系统需要访问硬件直接通过虚拟域提供的域间共享内存机制从虚拟域访问硬件；
第一系统虚拟模块20，用于虚拟出一个客户操作系统运行Freertos操作系统；
第二系统虚拟模块30，虚拟另一个客户操作系统运行anrdroid 5.1操作系统；
第三系统虚拟模块40，虚拟又一个客户操作系统运行GenIVI linux操作系统。
所述装置配置DRA7 evaluation board，硬件平台配备了双核ARM Cortex-A15processor，网络设备，无线设备，高速dma uart接口，gps,蓝牙模块，相机模块和gpu。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：现有技术的硬件平台采用ARM CortexA7/A15，在上面运行Xen vHypervisor,version:4.7,基于xen hypervisor虚拟出实时FreeRTOS，domu1运行安全平台，虚拟出Android操作系统，运行用户应用程序,优化其启动速度，可以在更低功耗下运行，domu3是基于GenIVI Linux系统镜像，可以运行车载娱乐功能，最终在硬件平台虚拟出三个分离的操作系统平台，相互不会影响，而且可以通过xen虚拟机监控domain为不同的系统分配资源，做到机制和策略分离。目前技术的支持的虚拟操作系统类型不是很丰富，未来可以进一步扩展多个虚拟的操作系统镜像，每个不同的操作系统镜像具有各个不同的优势，用户可以根据工作环境来自由切换虚拟操作系统镜像。目前客户操作系统与硬件的通信完全通过dom0，这样dom0可能成为性能的瓶颈，未来可以增加domain d,具有直接操作硬件的能力，客户操作系统也可以通过domain d来存取硬件，释放dom0的部分压力。本发明打破了本领域技术人员的上述惯性思维，并能够实现以下效果：采用车载虚拟化管理系统，该系统运行在xen虚拟化环境，虚拟出一个dom0域用于管理各个domu操作系统，以及为所有的硬件提供驱动支持，其他domu需要访问硬件直接通过xenhypervisor提供的域间共享内存机制从dom0访问硬件。虚拟出一个客户操作系统domu1,运行Freertos操作系统，虚拟一个客户操作系统domu2运行anrdroid 5.1操作系统，虚拟一个客户操作系统运行GenIVI linux操作系统。Domain 0运行linux kernel 3.10并且消耗2个虚拟cpu资源,Domain 1运行嵌入式实时Freertos操作系统,运行车载安全应用，消耗2个虚拟cpu资源，domain 2运行andriod 5.1操作系统，消耗2个虚拟CPU资源，运行用户应用程序。domain 3运行GenIVI Linux，运行车载娱乐程序,消耗2个虚拟cpu资源。xenhypervisor分配8个虚拟cpu资源，hypervisor基于round-robin algorithm从物理cpu资源池来分配到虚拟cpu.对于Android虚拟系统，特别对android的启动过程进行了优化，可以比通用的android系统的启动速度要快约一配，对于android性能没有任何影响。整合Linux和基于Android的系统以及FreeRTOS兼容软件。由于采用了模块化设计，该平台可用于音响系统、仪表板及连接/辅助驾驶系统。安全性高，软件和硬件的兼容性高，最大化的利用硬件的性能，节约了客户的成本。
实施例一
图3为本发明实施例一提供的车载一体虚拟化方法的流程图，该方法可以由车载一体虚拟化装置来执行，其中，该装置可以由软件和/或硬件实现，一般可以集成在硬件平台上，具体包括如下步骤：
步骤101、在硬件平台上的虚拟化环境中建立虚拟机管理系统。
所述硬件平台为支持虚拟化的硬件平台，该硬件平台采用基于ARM Cortex-A15的处理器，所述虚拟化环境为Xen Hypervisor；该硬件平台包括DRA7评估板(DRA7EvaluationBoard)、通信设备、高速DMA UART接口、GPS、蓝牙、照相机和图形处理器(GPU)等等。通信设备包括有线网络模块和无线通信模块。
其中，图4是本发明实施例一所适用的硬件平台的硬件配置示意图。需要说明的是，图4中仅示出一种可以实施本发明实施例的车载一体虚拟化方法的硬件平台的硬件配置，可以理解的是，本发明的技术领域的技术人员可以根据实际需求对图4中的配置执行修改或替换等适应性调整，本实施例并不对此进行限制。
可选地，硬件平台上的虚拟化环境运行在Xen虚拟化环境，通过所述虚拟化环境建立了一个虚拟机管理系统，虚拟机管理系统运行于Dom0中。具体的，建立虚拟机管理系统包括：生成满足客户的功能需求的虚拟操作系统的镜像文件，通过Xen虚拟化的机制，根据所述虚操作系统的镜像文件建立相应的虚拟机管理系统。由虚拟机管理系统建立的虚拟机可以提供给用户使用，用户可以在建立的虚拟机中运行相应的应用。
需要说明的是，Xen包括Dom0和DomU两种虚拟域，Dom0为具有最高的管理权限的虚拟域，DomU为具有半权限的虚拟域。Dom0用于管理DomU，包括建立、删除和提供驱动支持等；DomU可以不需要安装驱动，需要请求硬件数据时，可以通过Dom0发送请求，通过Dom0获取相应的信息。建立的虚拟机管理系统运行在Dom0中，可以对其他虚拟的操作系统进行管理操作，以及为其他操作系统访问硬件提供支持。
可选地，虚拟机管理系统所在的操作系统为Linux Kernel 3.10，虚拟机管理系统所在的操作系统分配有2个虚拟CPU资源。虚拟机管理系统所在的操作系统为Dom0特权系统，用于给虚拟机管理系统提供虚拟化功能接口。
步骤102、通过所述虚拟机管理系统，虚拟出用于运行车载安全应用的实时操作系统。
所述实时操作系统运行在DomU中，具体为DomU1中，实时操作系统分配有2个虚拟CPU资源。具体的，虚拟出用于运行车载安全应用的实时操作系统，包括：通过所述虚拟机管理系统，生成实时操作系统的镜像文件，将该镜像文件存储至对应的存储空间，并通过Xen虚拟化的机制，根据所述实时操作系统的镜像文件建立相应的实时操作系统。实时操作系统提供给用户使用，用户可以在虚拟的实时操作系统中运行相应的应用。
可选地，所述实时操作系统为FreeRTOS系统。实时操作系统运行车载安全应用，用于通过CAN总线从汽车系统获取汽车的运行状态信息，并根据运行状态信息进行分析做出判断，辅助驾驶员操作。现有的汽车的电子设备均是采用CAN总线与汽车系统进行交互，而由于Android系统在CAN总线协议的支持还不是很完善，而实时操作系统对CAN总线协议的支持较好，同时实时操作系统占用的资源少且启动快，可以对驾驶员的驾驶过程运行很好的辅助，具有较高的安全性。
步骤103、通过所述虚拟机管理系统，虚拟出用于运行客户应用的客户操作系统。
所述客户操作系统运行在另一DomU中，具体为DomU2中，客户操作系统分配有2个虚拟CPU资源。具体的，虚拟出用于运行客户应用的客户操作系统，包括：通过所述虚拟机管理系统，生成客户操作系统的镜像文件，将该镜像文件存储至对应的存储空间，并通过Xen虚拟化的机制，根据所述客户操作系统的镜像文件建立相应的客户操作系统。客户操作系统提供给用户使用，用户可以在虚拟的客户操作系统中运行相应的应用。
可选的，所述客户操作系统为Android系统。所述客户应用包括智能设备上常用的应用程序，如微信和支付宝等常用的应用程序APP。由于这些客户应用在Android平台上开发，Android系统的UI设计采用了Android SKD开发，如果要移植到其它平台，需要消耗人力资源进行开发。所以直接在虚拟的Android系统运行客户应用，不仅扩充了汽车系统的软件功能，同时使得汽车与智能手机能够更好的交互。
步骤104、通过所述虚拟机管理系统，虚拟出用于运行车载娱乐应用的车载娱乐操作系统。
所述车载娱乐操作系统运行在另一DomU中，具体为DomU3中，车载娱乐操作系统分配有2个虚拟CPU资源。具体的，虚拟出用于运行车载娱乐应用的车载娱乐操作系统，包括：通过所述虚拟机管理系统，生成车载娱乐操作系统的镜像文件，将该镜像文件存储至对应的存储空间，并通过Xen虚拟化的机制，根据所述车载娱乐操作系统的镜像文件建立相应的车载娱乐操作系统。车载娱乐操作系统提供给用户使用，用户可以在虚拟的车载娱乐操作系统中运行相应的应用。
可选地，所述车载娱乐操作系统为GenIVI系统。GenIVI系统基于Linux传统的X11图形处理架构对内核和图形处理进行优化处理，包括X11图形处理架构、Wayland协议等的支持，以及图形处理器(GPU)支持QT 5.0图表包，QT 5.0图表包针对用户界面平滑度、启动时间、延迟和QML活动可以进行可视化交互分析。其他系统如Android的图形处理主要在DVM虚拟机里进行处理，然后通过JNI(Java Native Interface,Java本地接口)调用Android的HAL层访问底层硬件，与GenIVI通过X11库直接访问硬件相比，Android系统的图形处理效率可能会略低些。通过GenIVI系统运行的导航、定位和媒体播放等图形的车载娱乐应用都具有较好的体验。
其中，所述实时操作系统、所述客户操作系统和所述车载娱乐操作系统运行于不同的DomU中。Xen Hypervisor基于轮询调度算法(Round-Robin Algorithm)从物理CPU资源池将资源分配到虚拟CPU。Xen Hypervisor一共分配8个虚拟CPU资源至运行虚拟机管理系统的Dom0特权系统、实时操作系统、客户操作系统和车载娱乐操作系统。
需要说明的是，步骤102、步骤103和步骤104的实施顺序不限于此，可步骤103或步骤104在先实施，也可步骤102或步骤103在后实施。
其中，图5是在车辆中应用本发明实施例一中的车载一体虚拟化方法的图形化示意图。如图5所示，通过在车辆中提供的支持虚拟化的硬件平台中，结合Xen Hypervisor虚拟化环境的Dom0特权操作系统，建立了一个用于管理的虚拟机管理系统；再通过该虚拟机管理系统，分别虚拟化三个分离的操作系统，也即：实时操作系统、客户操作系统以及车载娱乐操作系统。基于上述各个操作系统的模块化分离设计，可以使车辆系统灵活搭载各种功能系统，包括音响系统、仪表板、连接盒或辅助驾驶系统等等。
为了更形象地说明本实施例，在图6中示出了通过本发明实施例一中的车载一体虚拟化的方法所建立的虚拟机管理系统、车载娱乐操作系统和实时操作系统的结构示意图。其中，图6中并未示出客户操作系统的结构示意图，仅以虚拟机管理系统、车载娱乐操作系统和实时操作系统的结构进行示例。
如图6所示，Xen(或者说Xen Hypervisor虚拟化环境)直接处在物理硬件平台(支持虚拟化的硬件平台，图6中未示出)和操作系统之间，通过Xen可以建立用户实际需要的操作系统。在启动Xen时，没有任何文件系统驱动可用，Dom0被首先启动，Dom0可以直接访问硬件和管理设备，因此Dom0可以为所有DomU分配和映射硬件资源。
相应地，首先在Dom0中建立虚拟机管理系统，该虚拟机管理系统所在的操作系统为改进的Linux系统Xen-Linux，基于该Linux操作系统提供的各种服务(例如，进程间通信以及系统服务等)，还可以通过Xen虚拟化环境虚拟并管理各种操作系统；包括实时操作系统，即FreeRTOS实时操作系统，在实时操作系统中可以运行提供行驶安全的车载应用，实现对应的车载应用的功能；还包括车载娱乐操作系统，该车载娱乐操作系统为GenIVI系统，基于该GenIVI系统提供的各种服务，可以安装并运行车载娱乐软件，实现对应的软件功能。
本实施例的车载一体虚拟化方法在硬件平台的虚拟化环境上建立了一个用于管理不同操作系统的虚拟机管理系统，以及通过虚拟机管理系统分别建立了实现不同的应用功能的操作系统，使得一个硬件平台可以将不同操作系统的优势进行发掘，支持不同的应用在不同的操作系统中发挥到最大性能，满足车载系统对丰富的数字化功能的需求。
实施例二
图7为本发明实施例二提供的车载一体虚拟化方法的流程图，该方法可以由车载一体虚拟化装置来执行，其中，该装置可以由软件和/或硬件实现，一般可以集成在硬件平台上，具体包括如下步骤：
步骤201、在硬件平台上的虚拟化环境中建立虚拟机管理系统。
步骤202、通过所述虚拟机管理系统，虚拟出用于运行车载安全应用的实时操作系统。
步骤203、通过所述虚拟机管理系统，虚拟出用于运行客户应用的客户操作系统。
步骤204、通过所述虚拟机管理系统，虚拟出用于运行车载娱乐应用的车载娱乐操作系统。
具体的实施方式可以参照上文中的相关描述，在此不再赘述。
其中，步骤203具体包括：
步骤2031、通过所述虚拟机管理系统，生成客户操作系统的镜像文件，将硬件驱动模块、开机动画模块和可选应用模块中的至少一种删除，并生成优化后的镜像文件。
步骤2032、根据优化后的镜像文件虚拟出用于运行客户应用的客户操作系统。
通过在制作客户操作系统的镜像文件时减少不需要的模块，包括硬件驱动模块、开机动画模块和可选应用模块中的至少一种。因为Dom0为客户操作系统提供驱动支持，所以可以删除硬件驱动模块，以及删除其他的不必要模块，如开机动画模块，不必要的server模块以及不必要的APP等。再将优化过后的镜像文件进行虚拟，可以使客户操作系统的启动速度加快，同时也能保证客户操作系统的运行性能。
实施例三
图8为本发明实施例三提供的车载一体虚拟化装置的结构示意图，该装置可以由软件和/或硬件实现，一般可以集成在硬件平台上。如图8所示，所述车载一体虚拟化装置包括：管理系统建立模块301和操作系统虚拟模块302。
管理系统建立模块301，用于在硬件平台上的虚拟化环境中建立虚拟机管理系统，所述硬件平台支持虚拟化；
操作系统虚拟模块302，用于通过所述虚拟机管理系统，分别虚拟出用于运行车载安全应用的实时操作系统，用于运行客户应用的客户操作系统，以及用于运行车载娱乐应用的车载娱乐操作系统。
可选地，所述实时操作系统、所述客户操作系统和所述车载娱乐操作系统运行于不同的DomU中，所述虚拟机管理系统运行于Dom0中。
可选地，所述硬件平台采用基于ARM Cortex-A15的处理器，所述虚拟化环境为XenHypervisor。
可选地，所述实时操作系统为FreeRTOS系统，所述客户操作系统为Android系统，所述车载娱乐操作系统为GenIVI系统。
可选地，所述操作系统虚拟模块具体包括：
镜像生成单元，用于在生成客户操作系统的镜像文件时，将镜像文件中的硬件驱动模块、开机动画模块和可选应用模块中的至少一种删除，并生成优化后的镜像文件；
客户操作虚拟单元，用于根据优化后的镜像文件虚拟出用于运行客户应用的客户操作系统。
本实施例的车载一体虚拟化装置通过在硬件平台的虚拟化环境上建立了一个用于管理不同操作系统的虚拟机管理系统，以及通过虚拟机管理系统分别建立了实现不同的应用功能的操作系统，使得一个硬件平台可以将不同操作系统的优势进行发掘，支持不同的应用在不同的操作系统中发挥到最大性能，满足车载系统对丰富的数字化功能的需求。
实施例四
本发明实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行车载一体虚拟化方法，该方法包括：
在硬件平台上通过虚拟化环境建立虚拟机管理系统，所述硬件平台支持虚拟化；
通过所述虚拟机管理系统，分别虚拟出用于运行车载安全应用的实时操作系统，用于运行客户应用的客户操作系统，以及用于运行车载娱乐应用的车载娱乐操作系统。
或者
虚拟出一个域用于管理各个操作系统，以及为所有的硬件提供驱动支持；
其他操作系统需要访问硬件直接通过虚拟域提供的域间共享内存机制从虚拟域访问硬件；
虚拟出一个客户操作系统运行Freertos操作系统；
虚拟另一个客户操作系统运行anrdroid 5.1操作系统；
虚拟又一个客户操作系统运行GenIVI linux操作系统。
可选的，该计算机可执行指令在由计算机处理器执行时还可以用于执行本发明任意实施例所提供的车载一体虚拟化方法。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
实施例五
如图9所示，为本发明实施例五提供的一种车载设备的硬件结构示意图，如图9所示，该车载设备包括：
一个或多个处理器410，图9中以一个处理器410为例；
存储器420；
所述车载设备还可以包括：输入装置430和输出装置440。
所述车载设备中的处理器410、存储器420、输入装置430和输出装置440可以通过总线或者其他方式连接，图9中以通过总线连接为例。
存储器420作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的一种车载一体虚拟化方法对应的程序指令/模块(例如，附图8所示的管理系统建立模块301和操作系统虚拟模块302；或，附图2所示的域虚拟模块10、第一系统虚拟模块20、第二系统虚拟模块30和第三系统虚拟模块40)。处理器410通过运行存储在存储器420中的软件程序、指令以及模块，从而执行车载设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的一种车载一体虚拟化方法。
存储器420可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据车载设备的使用所创建的数据等。此外，存储器420可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态性固态存储器件。在一些实施例中，存储器420可选包括相对于处理器410远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至终端设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置430可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与车载设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置440可包括显示屏等显示设备。
本发明实施例还包括：
A1、一种车载一体虚拟化的方法，其中，该方法包括以下步骤：
虚拟出一个域用于管理各个操作系统，以及为所有的硬件提供驱动支持；
其他操作系统需要访问硬件直接通过虚拟域提供的域间共享内存机制从虚拟域访问硬件；
虚拟出一个客户操作系统运行Freertos操作系统；
虚拟另一个客户操作系统运行anrdroid 5.1操作系统；
虚拟又一个客户操作系统运行GenIVI linux操作系统。
A2、如A1所述的方法，其中，所述方法运行于硬件平台，所述硬件平台配置DRA7evaluation board，硬件平台配备了双核ARM Cortex-A15processor，网络设备，无线设备，高速dma uart接口，gps,蓝牙模块，相机模块和gpu。
B3、一种车载一体虚拟化的装置，其中，该装置包括以下装置：
虚拟模块虚拟出一个域用于管理各个操作系统，以及为所有的硬件提供驱动支持；
其他操作系统需要访问硬件直接通过虚拟域提供的域间共享内存机制从虚拟域访问硬件；
虚拟出一个客户操作系统运行Freertos操作系统；
虚拟另一个客户操作系统运行anrdroid 5.1操作系统；
虚拟又一个客户操作系统运行GenIVI linux操作系统。
B4、如B3所述的装置，其中，所述装置配置DRA7evaluation board，硬件平台配备了双核ARM Cortex-A15processor，网络设备，无线设备，高速dma uart接口，gps,蓝牙模块，相机模块和gpu。
C5、一种车载一体虚拟化方法，其中，包括：
在硬件平台上通过虚拟化环境建立虚拟机管理系统，所述硬件平台支持虚拟化；
通过所述虚拟机管理系统，分别虚拟出用于运行车载安全应用的实时操作系统，用于运行客户应用的客户操作系统，以及用于运行车载娱乐应用的车载娱乐操作系统。
C6、根据C5所述的车载一体虚拟化方法，所述实时操作系统、所述客户操作系统和所述车载娱乐操作系统运行于不同的DomU中，所述虚拟机管理系统运行于Dom0中。
C7、根据C5所述的车载一体虚拟化方法，所述硬件平台采用基于ARM Cortex-A15的处理器，所述虚拟化环境为Xen Hypervisor。
C8、根据C5所述的车载一体虚拟化方法，所述实时操作系统为FreeRTOS系统，所述客户操作系统为Android系统，所述车载娱乐操作系统为GenIVI系统。
C9、根据C5或C8所述的车载一体虚拟化方法，所述虚拟出用于运行客户应用的客户操作系统，包括：
在生成客户操作系统的镜像文件时，将镜像文件中的硬件驱动模块、开机动画模块和可选应用模块中的至少一种删除，并生成优化后的镜像文件；
根据所述优化后的镜像文件虚拟出用于运行客户应用的客户操作系统。
D10、一种车载一体虚拟化装置，包括：
管理系统建立模块，用于在硬件平台上通过虚拟化环境建立虚拟机管理系统，所述硬件平台支持虚拟化；
操作系统虚拟模块，用于通过所述虚拟机管理系统，分别虚拟出用于运行车载安全应用的实时操作系统，用于运行客户应用的客户操作系统，以及用于运行车载娱乐应用的车载娱乐操作系统。
D11、根据D10所述的车载一体虚拟化装置，所述实时操作系统为FreeRTOS系统，所述客户操作系统为Android系统，所述车载娱乐操作系统为GenIVI系统。
D12、根据D10或D11所述的车载一体虚拟化装置，所述操作系统虚拟模块具体包括：
镜像生成单元，用于在生成客户操作系统的镜像文件时，将镜像文件中的硬件驱动模块、开机动画模块和可选应用模块中的至少一种删除，并生成优化后的镜像文件；
客户操作虚拟单元，用于根据优化后的镜像文件虚拟出用于运行客户应用的客户操作系统。
E13、一种车载设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如A1、A2、C5-C9中任一所述的车载一体虚拟化方法。
F14、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如A1、A2、C5-C9中任一所述的车载一体虚拟化方法。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种车载一体虚拟化的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
虚拟出一个域用于管理各个操作系统，以及为所有的硬件提供驱动支持；
其他操作系统需要访问硬件直接通过虚拟域提供的域间共享内存机制从虚拟域访问硬件；
虚拟出一个客户操作系统运行Freertos操作系统；
虚拟另一个客户操作系统运行anrdroid 5.1操作系统；
虚拟又一个客户操作系统运行GenIVI linux操作系统。
2.一种车载一体虚拟化的装置，其特征在于，该装置包括以下装置：
虚拟模块虚拟出一个域用于管理各个操作系统，以及为所有的硬件提供驱动支持；
其他操作系统需要访问硬件直接通过虚拟域提供的域间共享内存机制从虚拟域访问硬件；
虚拟出一个客户操作系统运行Freertos操作系统；
虚拟另一个客户操作系统运行anrdroid 5.1操作系统；
虚拟又一个客户操作系统运行GenIVI linux操作系统。
3.一种车载一体虚拟化方法，其特征在于，包括：
在硬件平台上通过虚拟化环境建立虚拟机管理系统，所述硬件平台支持虚拟化；
通过所述虚拟机管理系统，分别虚拟出用于运行车载安全应用的实时操作系统，用于运行客户应用的客户操作系统，以及用于运行车载娱乐应用的车载娱乐操作系统。
4.根据权利要求3所述的车载一体虚拟化方法，其特征在于，所述实时操作系统、所述客户操作系统和所述车载娱乐操作系统运行于不同的DomU中，所述虚拟机管理系统运行于Dom0中。
5.根据权利要求3所述的车载一体虚拟化方法，其特征在于，所述硬件平台采用基于ARM Cortex-A15的处理器，所述虚拟化环境为Xen Hypervisor。
6.根据权利要求3所述的车载一体虚拟化方法，其特征在于，所述实时操作系统为FreeRTOS系统，所述客户操作系统为Android系统，所述车载娱乐操作系统为GenIVI系统。
7.根据权利要求3或6所述的车载一体虚拟化方法，其特征在于，所述虚拟出用于运行客户应用的客户操作系统，包括：
在生成客户操作系统的镜像文件时，将镜像文件中的硬件驱动模块、开机动画模块和可选应用模块中的至少一种删除，并生成优化后的镜像文件；
根据所述优化后的镜像文件虚拟出用于运行客户应用的客户操作系统。
8.一种车载一体虚拟化装置，其特征在于，包括：
管理系统建立模块，用于在硬件平台上通过虚拟化环境建立虚拟机管理系统，所述硬件平台支持虚拟化；
操作系统虚拟模块，用于通过所述虚拟机管理系统，分别虚拟出用于运行车载安全应用的实时操作系统，用于运行客户应用的客户操作系统，以及用于运行车载娱乐应用的车载娱乐操作系统。
9.一种车载设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1、3-7中任一所述的车载一体虚拟化方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要1、3-7中任一所述的车载一体虚拟化方法。
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