CN110321167A - 车载终端的双系统并发方法及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车载终端的双系统并发方法及计算机可读存储介质，方法包括：实时操作系统进行初始化后进入休眠状态，并运行通用操作系统；当检测到倒车信号时，通过中断切换到监控管理层；监控管理层保存通用操作系统的上下文环境和共享模块的上下文环境后，唤醒实时操作系统；实时操作系统启用倒车模块并将共享模块初始化到倒车模式后，进入倒车业务处理；当接收到倒车退出信号时，实时操作系统关闭倒车模块后进入休眠状态，并切换到监控管理层；监控管理层恢复所保存的通用操作系统的上下文环境和共享模块的上下文环境。本发明大大缩减了硬件成本和设计的复杂度，且保证倒车影像业务处理的实时性。
Description
技术领域
本发明涉及车载终端技术领域，尤其涉及一种车载终端的双系统并发方法及计算机可读存储介质。
背景技术
现在一般车载多媒体终端既可以实现多媒体功能，比如播放视频、音乐，进行导航，浏览网页等，又可以在停车的时候充当倒车影像的功能。通常此类终端系统设计一种是使用两套硬件系统来分别实现(一套前台系统实现多媒体功能，一套后台系统实现倒车系统)，这样做虽然可以最大程度地保证倒车系统的实时性，但是两套系统之间需要设计交互的机制，同时需要两套硬件系统，成本也比较高。另外一种做法是把多媒体和倒车影像系统做在一套系统中，虽然这样对硬件设计的复杂度降低了，但是软件系统的实时性不能保证，比如一般通用操作系统(android)启动时需要加载整机各项服务及驱动，耗时较长(20-30s)，并且在运行过程中容易受到其他功能影响，导致响应速度较慢(2-3s延时)，而倒车系统对实时性要求比较高，如果影像或者声音更新不及时很容易造成误判而导致出现车辆事故。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种车载终端的双系统并发方法及计算机可读存储介质，可满足多媒体及停车影像系统并发的要求，并且保证倒车系统的实时性。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种车载终端的双系统并发方法，包括：
实时操作系统进行初始化后进入休眠状态，并运行通用操作系统；
当检测到倒车信号时，通过中断切换到监控管理层；
监控管理层保存通用操作系统的上下文环境和共享模块的上下文环境后，唤醒实时操作系统，所述共享模块包括音频处理模块和视频处理模块；
实时操作系统启用倒车模块并将共享模块初始化到倒车模式后，进入倒车业务处理，所述倒车模块包括倒车传感器和倒车摄像头；
当接收到倒车退出信号时，实时操作系统关闭倒车模块后进入休眠状态，并切换到监控管理层；
监控管理层恢复所保存的通用操作系统的上下文环境和共享模块的上下文环境。
本发明还涉及一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：
实时操作系统进行初始化后进入休眠状态，并运行通用操作系统；
当检测到倒车信号时，通过中断切换到监控管理层；
监控管理层保存通用操作系统的上下文环境和共享模块的上下文环境后，唤醒实时操作系统，所述共享模块包括音频处理模块和视频处理模块；
实时操作系统启用倒车模块并将共享模块初始化到倒车模式后，进入倒车业务处理，所述倒车模块包括倒车传感器和倒车摄像头；
当接收到倒车退出信号时，实时操作系统关闭倒车模块后进入休眠状态，并切换到监控管理层；
监控管理层恢复所保存的通用操作系统的上下文环境和共享模块的上下文环境。
本发明的有益效果在于：通过使用实时操作系统专门进行倒车业务的处理，可在1s内完成响应处理，不管是在系统启动过程中或者系统运行过程中都能快速实时进行处理，不仅满足多媒体及停车影像并发的要求，而且保证倒车影像业务处理的实时性，避免出现倒车事故，提高安全性。本发明与使用两套硬件系统的设计方案相比，达到了同样的功能效果，但大大缩减了硬件成本和设计的复杂度；与只使用一套硬件系统的设计方案相比，提升了倒车影像业务处理的实时性。
附图说明
图1为本发明实施例一的一种车载终端的双系统并发方法的流程图；
图2为本发明实施例一的系统架构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
本发明最关键的构思在于：将作为安全基础技术的trustzone技术运用在非安全用途，解决车载终端上多媒体和倒车系统的集成并发问题。
请参阅图1，一种车载终端的双系统并发方法，包括：
实时操作系统进行初始化后进入休眠状态，并运行通用操作系统；
当检测到倒车信号时，通过中断切换到监控管理层；
监控管理层保存通用操作系统的上下文环境和共享模块的上下文环境后，唤醒实时操作系统，所述共享模块包括音频处理模块和视频处理模块；
实时操作系统启用倒车模块并将共享模块初始化到倒车模式后，进入倒车业务处理，所述倒车模块包括倒车传感器和倒车摄像头；
当接收到倒车退出信号时，实时操作系统关闭倒车模块后进入休眠状态，并切换到监控管理层；
监控管理层恢复所保存的通用操作系统的上下文环境和共享模块的上下文环境。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：大大缩减了硬件成本和设计的复杂度，且保证倒车影像业务处理的实时性。
进一步地，所述实时操作系统进行初始化具体为：
实时操作系统将倒车模块设置为安全状态；
将倒车信号触发的中断配置为安全中断；
将共享模块设置为共享状态，并为所述共享模块预留安全内存。
由上述描述可知，将倒车模块设置为安全状态，使得通用操作系统无法访问和控制；通过将触发倒车信号的中断配置为安全中断，使其可在实时操作系统中响应；通过将共享模块设置为共享状态，使其在两个操作系统中都可工作。
进一步地，所述倒车业务处理包括：
实时检测倒车传感器信号，并通过音频处理模块进行语音提醒；
实时获取倒车摄像头拍摄的视频，并通过视频处理模块显示在车载终端的屏幕上。
由上述描述可知，通过声音和影像将实时倒车情况反馈给驾驶者，便于驾驶者操作。
进一步地，所述通用操作系统的上下文环境包括通用寄存器的值、状态寄存器的值和堆栈指针寄存器的值；所述共享模块的上下文环境包括硬件寄存器的值。
由上述描述可知，通过保存上下文环境，便于后续恢复。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：
实时操作系统进行初始化后进入休眠状态，并运行通用操作系统；
当检测到倒车信号时，通过中断切换到监控管理层；
监控管理层保存通用操作系统的上下文环境和共享模块的上下文环境后，唤醒实时操作系统，所述共享模块包括音频处理模块和视频处理模块；
实时操作系统启用倒车模块并将共享模块初始化到倒车模式后，进入倒车业务处理，所述倒车模块包括倒车传感器和倒车摄像头；
当接收到倒车退出信号时，实时操作系统关闭倒车模块后进入休眠状态，并切换到监控管理层；
监控管理层恢复所保存的通用操作系统的上下文环境和共享模块的上下文环境。
进一步地，所述实时操作系统进行初始化具体为：
实时操作系统将倒车模块设置为安全状态；
将倒车信号触发的中断配置为安全中断；
将共享模块设置为共享状态，并为所述共享模块预留安全内存。
进一步地，所述倒车业务处理包括：
实时检测倒车传感器信号，并通过音频处理模块进行语音提醒；
实时获取倒车摄像头拍摄的视频，并通过视频处理模块显示在车载终端的屏幕上。
进一步地，所述通用操作系统的上下文环境包括通用寄存器的值、状态寄存器的值和堆栈指针寄存器的值；所述共享模块的上下文环境包括硬件寄存器的值。
实施例一
请参照图1-2，本发明的实施例一为：一种车载终端的双系统并发方法，本方法基于trustzone。本实施例的整体架构如图2所示，硬件平台基于带ARM trustzone硬件架构的CPU核；实时操作系统RTOS运行在trustzone上，用来处理辅助倒车业务；通用操作系统GPOS运行在非trustzone区域，用来运行导航及多媒体功能业务。监控管理层中的监控管理程序用来管理两个操作系统之间的切换。其中音频处理模块、视频处理模块、终端屏幕为RTOS和GPOS两个操作系统共享。而倒车传感器、倒车摄像头等硬件设备的控制权为实时操作系统RTOS专有；定位模块、无线通信模块等等硬件设备的控制权属于通用操作系统GPOS专有。本实施例中，终端屏幕由音频处理模块和视频处理模块的相应信号直接进行控制。
如图1所示，所述方法包括如下步骤：
S1：在系统初次启动后，实时操作系统RTOS进行相关初始化，初始化完成后就进入休眠状态，并将控制权交给通用操作系统GPOS去完成相应的初始化和运行。这样实时操作系统RTOS和通用操作系统GPOS就处于并发运行状态，正常情况下，由通用操作系统GPOS处理多媒体及导航等相关业务请求。
本实施例中，实时操作系统RTOS的初始化包括将RTOS专有的硬件设备，如倒车传感器、倒车摄像头设置为安全状态，使得通用操作系统GPOS无法访问和控制；将触发倒车信号的中断配置为安全中断，使其可在实时操作系统RTOS中响应；将共享模块，如音频处理模块和视频处理模块配置为RTOS和GPOS两个操作系统都可共享的状态，并为音频处理模块和视频处理模块预留安全内存，当处于安全内存时，通用操作系统GPOS无法访问和控制。
S2：当检测到倒车信号时，通过中断快速切换到监控管理层；
S3：监控管理层保存通用操作系统的上下文环境和共享模块的上下文环境后，唤醒实时操作系统。即监控管理层首先完成通用操作系统GPOS的相关状态保存，并保存共享模块(包括音频处理模块和视频处理模块)底层的相关状态，然后唤醒实时操作系统RTOS，并把控制权交给实时操作系统RTOS。其中，操作系统切换时保存的一般是底层硬件状态信息，比如通用寄存器状态、专用寄存器状态(如当前程序状态寄存器)、堆栈指针寄存器的值等，共享模块底层的相关状态指与共享模块相关的一系列硬件寄存器状态。
S4：实时操作系统启用倒车模块并将共享模块初始化到倒车模式后，进入倒车业务处理。即实时操作系统RTOS进行倒车服务业务模块初始化，包括启用倒车模块(包括倒车传感器和倒车摄像头等外设)并初始化到工作状态，即根据相关外设的要求设置到能工作的模式，根据设备厂商提供的参数手册进行配置即可；同时还需初始化RTOS倒车业务模式下的共享模块(音频处理模块和视频处理模块)到倒车模式工作状态，一般是根据芯片手册初始化时序要求、工作模式基础寄存器设置等，加载和初始化相应的硬件驱动模块。
此时，通用操作系统GPOS的相关业务是处于强制阻塞模式，在未检测到倒车退出信号之前，通用操作系统GPOS不会获取控制权。
然后实时操作系统RTOS进行倒车业务处理，比如实时检测倒车传感器信号，并通过音频处理模块进行语音提醒；实时获取倒车摄像头拍摄的视频，并通过视频处理模块显示在车载终端的屏幕上。
这时候系统的控制权完全在实时操作系统RTOS，因此倒车业务可以取得很好的业务实时性，并通过声音和影像反馈给驾驶者，从而避免实时性问题造成的业务处理延迟，反馈不及时造成的意外事故。
S5：当接收到倒车退出信号时，实时操作系统关闭倒车模块后进入休眠状态，并切换到监控管理层。即当系统受到倒车退出信号时，实时操作系统RTOS中的倒车业务进行倒车业务退出的相关资源释放处理，比如关闭对应的倒车传感器、倒车摄像头，完成相关处理后切换到监控管理层，监控管理层把实时操作系统RTOS的控制权回收，使实时操作系统RTOS继续进入休眠状态。
S6：监控管理层恢复所保存的通用操作系统的上下文环境和共享模块的上下文环境。即监控管理层把通用操作系统GPOS之前保存的状态恢复，并恢复共享模块在通用操作系统GPOS中的相应底层状态，再把控制权交还给通用操作系统GPOS。
本实施例使用通用操作系统处理导航及多媒体功能业务，使用实时操作系统专门进行倒车业务的处理，可在1s内完成响应处理，不管是在系统启动过程中或者系统运行过程中都能快速实时进行处理，且处理倒车业务时，系统的控制权完全在实时操作系统，因此倒车业务可以取得很好的业务实时性，并通过声音和影像反馈给驾驶者，从而避免实时性问题造成的业务处理延迟，反馈不及时造成的意外事故。
本实施例不仅满足多媒体及停车影像并发的要求，而且保证倒车影像业务处理的实时性，避免出现倒车事故，提高安全性。与使用两套硬件系统的设计方案相比，达到了同样的功能效果，但大大缩减了硬件成本和设计的复杂度；与只使用一套硬件系统的设计方案相比，提升了倒车影像业务处理的实时性。
实施例二
本实施例是对应上述实施例的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：
实时操作系统进行初始化后进入休眠状态，并运行通用操作系统；
当检测到倒车信号时，通过中断切换到监控管理层；
监控管理层保存通用操作系统的上下文环境和共享模块的上下文环境后，唤醒实时操作系统，所述共享模块包括音频处理模块和视频处理模块；
实时操作系统启用倒车模块并将共享模块初始化到倒车模式后，进入倒车业务处理，所述倒车模块包括倒车传感器和倒车摄像头；
当接收到倒车退出信号时，实时操作系统关闭倒车模块后进入休眠状态，并切换到监控管理层；
监控管理层恢复所保存的通用操作系统的上下文环境和共享模块的上下文环境。
进一步地，所述实时操作系统进行初始化具体为：
实时操作系统将倒车模块设置为安全状态；
将倒车信号触发的中断配置为安全中断；
将共享模块设置为共享状态，并为所述共享模块预留安全内存。
进一步地，所述倒车业务处理包括：
实时检测倒车传感器信号，并通过音频处理模块进行语音提醒；
实时获取倒车摄像头拍摄的视频，并通过视频处理模块显示在车载终端的屏幕上。
进一步地，所述通用操作系统的上下文环境包括通用寄存器的值、状态寄存器的值和堆栈指针寄存器的值；所述共享模块的上下文环境包括硬件寄存器的值。
综上所述，本发明提供的一种车载终端的双系统并发方法及计算机可读存储介质，通过使用实时操作系统专门进行倒车业务的处理，可在1s内完成响应处理，不管是在系统启动过程中或者系统运行过程中都能快速实时进行处理，不仅满足多媒体及停车影像并发的要求，而且保证倒车影像业务处理的实时性，避免出现倒车事故，提高安全性。本发明与使用两套硬件系统的设计方案相比，达到了同样的功能效果，但大大缩减了硬件成本和设计的复杂度；与只使用一套硬件系统的设计方案相比，提升了倒车影像业务处理的实时性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种车载终端的双系统并发方法，其特征在于，包括：
实时操作系统进行初始化后进入休眠状态，并运行通用操作系统；
当检测到倒车信号时，通过中断切换到监控管理层；
监控管理层保存通用操作系统的上下文环境和共享模块的上下文环境后，唤醒实时操作系统，所述共享模块包括音频处理模块和视频处理模块；
实时操作系统启用倒车模块并将共享模块初始化到倒车模式后，进入倒车业务处理，所述倒车模块包括倒车传感器和倒车摄像头；
当接收到倒车退出信号时，实时操作系统关闭倒车模块后进入休眠状态，并切换到监控管理层；
监控管理层恢复所保存的通用操作系统的上下文环境和共享模块的上下文环境。
2.根据权利要求1所述的车载终端的双系统并发方法，其特征在于，所述实时操作系统进行初始化具体为：
实时操作系统将倒车模块设置为安全状态；
将倒车信号触发的中断配置为安全中断；
将共享模块设置为共享状态，并为所述共享模块预留安全内存。
3.根据权利要求1所述的车载终端的双系统并发方法，其特征在于，所述倒车业务处理包括：
实时检测倒车传感器信号，并通过音频处理模块进行语音提醒；
实时获取倒车摄像头拍摄的视频，并通过视频处理模块显示在车载终端的屏幕上。
4.根据权利要求1所述的车载终端的双系统并发方法，其特征在于，所述通用操作系统的上下文环境包括通用寄存器的值、状态寄存器的值和堆栈指针寄存器的值；所述共享模块的上下文环境包括硬件寄存器的值。
5.一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，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：
实时操作系统进行初始化后进入休眠状态，并运行通用操作系统；
当检测到倒车信号时，通过中断切换到监控管理层；
监控管理层保存通用操作系统的上下文环境和共享模块的上下文环境后，唤醒实时操作系统，所述共享模块包括音频处理模块和视频处理模块；
实时操作系统启用倒车模块并将共享模块初始化到倒车模式后，进入倒车业务处理，所述倒车模块包括倒车传感器和倒车摄像头；
当接收到倒车退出信号时，实时操作系统关闭倒车模块后进入休眠状态，并切换到监控管理层；
监控管理层恢复所保存的通用操作系统的上下文环境和共享模块的上下文环境。
6.根据权利要求5所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述实时操作系统进行初始化具体为：
实时操作系统将倒车模块设置为安全状态；
将倒车信号触发的中断配置为安全中断；
将共享模块设置为共享状态，并为所述共享模块预留安全内存。
7.根据权利要求5所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述倒车业务处理包括：
实时检测倒车传感器信号，并通过音频处理模块进行语音提醒；
实时获取倒车摄像头拍摄的视频，并通过视频处理模块显示在车载终端的屏幕上。
8.根据权利要求5所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述通用操作系统的上下文环境包括通用寄存器的值、状态寄存器的值和堆栈指针寄存器的值；所述共享模块的上下文环境包括硬件寄存器的值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191011 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |