CN114625427B - 基于硬隔离的分区启动方法、系统和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种基于硬隔离的分区启动系统、方法和设备，涉及智能座舱和硬隔离技术领域。系统包括：系统控制框架SCFW分区、车载信息娱乐系统IVI分区、仪表盘系统Cluster分区和中介分区；所述SCFW分区用于控制所述中介分区启动；所述中介分区用于接收微控制单元MCU发送的启动IVI分区和/或Cluster分区的通知，并根据所述通知控制对应的分区启动；其中，所述通知是所述MCU检测到用户的设定操作进而发送的。本实施例在硬隔离的设计架构下，按需启动分区。
Description
技术领域
本发明实施例涉及智能座舱和硬隔离技术，尤其涉及一种基于硬隔离的分区启动方法、系统和设备。
背景技术
硬件分区的概念是对隔离每个操作系统拥有的硬件资源，简称硬隔离。在纯虚拟化解决方案中，硬件资源由一个操作系统(Hypervisor)拥有，用户可以通过控制虚拟设备来操作系统。而在硬隔离中，硬件资源(如寄存器)被分配给逻辑分区，并且只有这个分区内的硬件块可以无条件地访问这些资源，其它分区对这些资源的访问则受到限制。
目前，使用iMX8QM芯片上提供的带有扩展资源控制器(XRDC，Extended ResourceDomain)可以实现硬隔离，在一个SoC(System on Chip，系统级芯片)上运行IVI(In-Vehicle Infotainment，车载信息娱乐系统)和Cluster(仪表盘系统)。i.MX8QM使用硬件分区来确保两个操作系统的硬件隔离。
基于上述分区，在智能座舱中，现有的系统启动方式为，在SoC上电后，SCFW(system control framework，系统控制框架)分区作为根分区，同时启动IVI分区和Cluster分区。这种启动方式比较死板，当用户不需要使用某个分区的服务时，会造成分区资源的浪费，难以满足用户的个性化启动需求。
发明内容
本发明实施例提供一种基于硬隔离的分区启动方法、系统和设备，以在硬隔离的设计架构下，按需启动分区。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于硬隔离的分区启动系统，包括：系统控制框架SCFW分区、车载信息娱乐系统IVI分区、仪表盘系统Cluster分区和中介分区；
所述SCFW分区用于控制所述中介分区启动；
所述中介分区用于接收微控制单元MCU发送的启动IVI分区和/或Cluster分区的通知，并根据所述通知控制对应的分区启动；
其中，所述通知是所述MCU检测到用户的设定操作进而发送的。
第二方面，本发明实施例还提供了一种基于硬隔离的分区启动方法，包括：
SCFW分区控制中介分区启动；
所述中介分区接收MCU发送的启动IVI分区和/或Cluster分区的通知，并根据所述通知控制对应的分区启动；
其中，所述通知是所述MCU检测到用户的设定操作进而发送的。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：微控制单元MCU和系统级芯片SoC，所述SoC集成有有任一实施例所述的基于硬隔离的分区启动系统；
所述MCU用于检测到用户的设定操作后，向所述SoC中的中介分区发送启动IVI分区和/或Cluster分区的通知；
所述中介分区用于接收所述MCU发送的启动IVI分区和/或Cluster分区的通知，并根据所述通知控制对应的分区启动。
本实施例创造性地提供了一种分区方式，通过创建中介分区，并接收MCU检测到用户的设定操作进而发送的启动IVI分区和/或Cluster分区的通知，并根据所述通知控制对应的分区启动，从而根据用户的设定操作启动对应的分区，实现按需启动。本实施例通过创建中介分区，并与MCU相配合的方式，实现了全新的IVI分区和/或Cluster分区的启动方法，得以根据用户的需要灵活控制分区是否启动；在不需要使用某个分区的服务时，可以通过操作不启动该分区，避免分区资源的浪费，满足用户的个性化启动需求。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于硬隔离的分区启动系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的BootLoader中包含的各软件的示意图；
图3是本发明实施例提供的各软件的启动顺序的示意图；
图4是本发明实施例提供的另一种基于硬隔离的分区启动系统的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的MCU与SoC交互的示意图；
图6是本发明实施例提供的一种基于硬隔离的分区启动方法的流程示意图；
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。
本发明实施例提供一种基于硬隔离的分区启动系统，如图1所示，至少包括：SCFW分区、IVI分区、Cluster分区和中介分区，IVI分区和Cluster分区为硬隔离分区，硬件资源不会在这两个分区之间共享。相比于背景技术中的分区方式，本实施例在原有分区的基础上创建了新的分区，姑且命名为中介分区。
SCFW分区作为根分区，拥有所有的硬件资源。SCFW分区首先启动，并为其它各分区分配硬件资源，并设置各分区对硬件资源的访问权限。本实施例中，SCFW分区用于为中介分区分配硬件资源，并控制中介分区启动。
MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)检测到用户的设定操作，向中介分区发送启动IVI分区和/或Cluster分区的通知。中介分区启动之后，用于接收MCU发送的启动IVI分区和/或Cluster分区的通知，并根据所述通知控制对应的分区启动。
设定操作包括但不限于对车机按钮或控件等的触发操作以及接通车辆附属配备电路(将车钥匙旋转至ACC状态)。可选的，用户的每个设定操作与启动每个分区的通知对应，这样可分别控制两个分区的启动。可选的，用户的各设定操作与IVI分区和Cluster分区的启动顺序对应，例如一设定操作对应先启动IVI分区再启动Cluster分区，另一设定操作对应先启动Cluster分区再启动IVI分区，又一设定操作对应两分区同时启动，这样可控制两个分区的启动顺序。
值得说明的是，本实施例仅限定IVI分区和Cluster分区由中介分区控制启动，并不限定IVI分区和Cluster分区之间的启动顺序，也就是可以先启动IVI分区，再启动Cluster分区，或者先启动Cluster分区再启动IVI分区，或者同时启动。
MCU检测到用户的设定操作之后生成与设定操作对应的通知，通知包括启动的分区和启动顺序。MCU向SoC中的中介分区发送通知，从而中介分区根据启动的分区和启动顺序控制对应的分区启动。
下面，以用户的每个设定操作与每个分区的通知对应为例，详细说明分区启动的过程。
中介分区具体用于接收MCU发送的启动Cluster分区的通知，并控制所述Cluster分区启动；所述启动Cluster分区的通知是所述MCU检测到用户接通车辆附属配备电路后发送的；和/或，接收MCU发送的启动IVI分区的通知，并控制所述IVI分区启动；启动所述IVI分区的通知是所述MCU检测到用户的触发操作后发送的。
具体的，用户接通车辆附属配备电路对应启动Cluster分区的通知，用户的触发操作(例如对车机按钮或控件等的触发操作)对应启动IVI分区的通知。用户将车钥匙旋转至ACC状态，接通车辆附属配备电路，MCU检测到该操作，向中介分区发送启动Cluster分区的通知，进而中介分区控制Cluster分区启动，用户得以看到仪表盘。当用户需要使用中控提供的服务时按下车机按钮或者控件，MCU检测到该操作，向中介分区发送启动IVI分区的通知，进而中介分区继续控制IVI分区启动。
本实施例创造性地提供了一种分区方式，通过创建中介分区，并接收MCU检测到用户的设定操作进而发送的启动IVI分区和/或Cluster分区的通知，并根据所述通知控制对应的分区启动，从而根据用户的设定操作启动对应的分区，实现按需启动。本实施例通过创建中介分区，并与MCU相配合的方式，实现了全新的IVI分区和/或Cluster分区的启动方法，得以根据用户的需要灵活控制分区是否启动；在不需要使用某个分区的服务时，可以通过操作不启动该分区，避免分区资源的浪费，满足用户的个性化启动需求。
需要说明的是，如果通过中介分区控制IVI分区和Cluster分区启动，可以在现有技术上做微小改动即可实现。具体的，可以通过引导加载程序(BootLoader)中的内容和标记，启动其中包含的软件。图2示出了BootLoader中包含的各软件，图3示出了各软件的启动顺序。SoC集成有前述基于硬隔离的分区启动系统。下面结合图2和图3，以SoC内核的角度详细描述部分分区的启动流程。
按照现有技术，M0内核(SECO分区)和SCU启动后，SCFW分区也相应启动。之后，SCU会继续启动U-boot(Cluster)和U-boot(IVI)，从而启动Cluster分区和IVI分区。本实施例在制作镜像时，在BootLoader中的合适位置添加标记“-c-flags 0x01200000”，该标志代表不启动U-boot(Cluster)和U-boot(IVI)，并为中介分区分配资源。然后仅启动运行在M40内核上的FreeRTOS(小型实时操作系统内核)，从而启动中介分区。M40内核通过调用SCFW分区的API启动运行在A53内核和A72内核上的ATF、U-Boot、Cluster OS(Operating System，操作系统)和IVI OS，从而启动Cluster分区和IVI分区。
图4是本发明实施例提供的另一种基于硬隔离的分区启动系统的结构示意图，在图1的基础上，还包括共享内存分区，Boot(启动)分区、SECO(Security Controller，安全控制)分区、Cluster ATF(ARM Trusted Firmware，ARM受信任固件)分区、IVI ATF分区。其中，Boot分区用于内核加载和执行，SECO分区需要在SCFW分区之前启动，负责安全性验证。Boot分区和SECO分区的功能和分配资源可参见iMAX8QM提供的硬隔离解决方案，此处不在赘述。Cluster ATF分区和IVI ATF分区运行在安全世界。
图5是本发明实施例提供的MCU与SoC交互的示意图。SoC集成有基于硬隔离的分区启动系统。MCU检测到用户的设定操作，通过UART(Universal Asynchronous Receiver，通用异步收发传输器)向SoC中的中介分区发送启动IVI分区和/或Cluster分区的通知。中介分区随即根据所述通知控制对应的分区启动。可选的，中介分区在根据所述通知控制对应的分区启动时，具体用于：根据启动IVI分区的通知，调用所述SCFW分区的应用程序接口API，为所述IVI分区分配资源，并启动所述IVI分区；和/或，根据启动Cluster分区的通知，调用所述SCFW分区的应用程序接口API，为所述Cluster分区分配资源，并启动所述Cluster分区。
具体的，在iMX8QM芯片(作为SoC)上开发基于硬隔离的分区启动系统。iMX8QM芯片是恩智浦公司开发的一款芯片，iMX8QM芯片包括2个CM4内核(分别为M40和M41)，4个A53内核，2个A72内核，一个M0内核和一个SCU(System Control Unit，系统控制单元)。中介分区创建于iMX8QM芯片上的M40内核，IVI分区创建于iMX8QM芯片上的A53内核，Cluster分区创建于iMX8QM芯片上的A72内核。SECO分区创建于M0内核。通过SCU，用户可以创建分区。中介分区通过调用SCFW分区提供的API(Application Programming Interface，应用程序接口)，可以将硬件资源分配给分区，并设置分区对硬件资源的访问权限(包括独占和共享)，进而启动对应的分区。
在上述实施例和下述实施例中，在IVI分区或Cluster分区启动后，用户可以通过启动的IVI分区或者Cluster分区自主配置IVI分区和Cluster分区的启动触发条件，实现分区启动的定制化。具体的，IVI分区或Cluster分区用于获取用户的启动配置，所述启动配置包括启动IVI分区和/或Cluster分区时用户的设定操作；将启动配置发送至MCU，以供所述MCU根据所述启动配置检测用户的设定操作。
可选的，IVI分区在获取用户的启动配置时，具体用于：根据用户的语音信息或者在屏幕上的配置操作，获取用户的启动配置；所述Cluster分区在获取用户的启动配置时，具体用于：根据用户的语音信息获取用户的启动配置。
具体的，在IVI分区启动后用户发出语音信息。IVI分区对语音信息进行识别得到用户的启动配置，例如“按下按钮后启动IVI分区”，或者“ACC状态后启动Cluster分区”。在Cluster分区启动后用户发出语音信息，或者在属于Cluster分区的屏幕上进行配置操作(如书写或触摸)，例如书写启动配置的文字，或者触摸启动配置选项。Cluster分区对语音信息进行识别得到用户的启动配置，或者从屏幕提取启动配置。
然后，IVI分区或者Cluster分区将启动配置发送至MCU。MCU接收IVI分区或Cluster分区发送的启动配置之后，将所述启动配置存储至非易失性存储器中，以免掉电丢失；同时，根据所述启动配置检测用户的设定操作。例如，用户当前操作是否与启动配置中的设定操作(如按下按钮)相匹配，即是否检测到设定操作。
示例性的，MCU具体用于检测到用户接通车辆附属配备电路后，向所述中介分区发送启动Cluster分区的通知；和/或，检测到用户的触发操作后向所述中介分区发送启动IVI分区的通知。
图6是本发明实施例提供的一种基于硬隔离的分区启动方法的流程示意图，本实施例应用于上述实施例提供的基于硬隔离的分区启动系统。本实施例适用于在硬隔离的设计架构下，启动分区的情况。
如图6所示，本实施例提供的方法包括：
S610、SCFW分区控制中介分区启动。
S620、中介分区接收MCU发送的启动IVI分区和/或Cluster分区的通知，并根据所述通知控制对应的分区启动；其中，所述通知是所述MCU检测到用户的设定操作进而发送的。
可选的，中介分区接收MCU发送的启动IVI分区和/或Cluster分区的通知，并根据所述通知控制对应的分区启动，包括：接收MCU发送的启动Cluster分区的通知，并控制所述Cluster分区启动；启动所述Cluster分区的通知是所述MCU检测到用户接通车辆附属配备电路后发送的；和/或，接收MCU发送的启动IVI分区的通知，并控制所述IVI分区启动；启动所述IVI分区的通知是所述MCU检测到用户的触发操作后发送的。
可选的，IVI分区或Cluster分区启动后，还包括获取用户的启动配置，所述启动配置包括启动IVI分区和/或Cluster分区时用户的设定操作；将所述启动配置发送至所述MCU，以供所述MCU根据所述启动配置检测用户的设定操作。
可选的，IVI分区获取用户的启动配置，包括：根据用户的语音信息或者在屏幕上的配置操作，获取用户的启动配置。
可选的，Cluster分区获取用户的启动配置，包括：根据用户的语音信息获取用户的启动配置。
可选的，中介分区在根据所述通知控制对应的分区启动，包括：根据启动IVI分区的通知，调用所述SCFW分区的应用程序接口API，为所述IVI分区分配资源，并启动所述IVI分区；和/或，根据启动Cluster分区的通知，调用所述SCFW分区的应用程序接口API，为所述Cluster分区分配资源，并启动所述Cluster分区。
如图5所示，本发明实施例还提供的一种电子设备，包括MCU和SoC，SoC集成有上述任一实施例提供的基于硬隔离的分区启动系统。MCU用于检测到用户的设定操作后，向所述SoC中的中介分区发送启动IVI分区和/或Cluster分区的通知；所述中介分区用于接收所述MCU发送的启动IVI分区和/或Cluster分区的通知，并根据所述通知控制对应的分区启动。
可选的，MCU具体用于检测到用户接通车辆附属配备电路后，向所述中介分区发送启动Cluster分区的通知；和/或，检测到用户的触发操作后向所述中介分区发送启动IVI分区的通知。
可选的，MCU用于接收IVI分区或Cluster分区发送的启动配置，并根据所述启动配置检测用户的设定操作；所述MCU在接收IVI分区或Cluster分区发送的启动配置之后，还用于将所述启动配置存储至非易失性存储器中。
值得说明的是，本实施例中MCU和各分区的功能可以参见上述各实施例中的描述，此处不再赘述。
注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请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申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种基于硬隔离的分区启动系统，其特征在于，包括：系统控制框架SCFW分区、车载信息娱乐系统IVI分区、仪表盘系统Cluster分区和中介分区；所述中介分区是在原有分区的基础上创建的新的分区；
所述SCFW分区用于控制所述中介分区启动；
所述中介分区用于接收微控制单元MCU发送的启动IVI分区和/或Cluster分区的通知，并根据所述通知控制对应的分区启动；
其中，所述通知是所述MCU检测到用户的设定操作进而发送的。
2.根据权利要求1所述的系统，所述中介分区创建于iMX8QM芯片上的M40内核，所述IVI分区创建于iMX8QM芯片上的A53内核，所述Cluster分区创建于iMX8QM芯片上的A72内核。
3.根据权利要求1所述的系统，所述中介分区具体用于：
接收MCU发送的启动Cluster分区的通知，并控制所述Cluster分区启动；启动所述Cluster分区的通知是所述MCU检测到用户接通车辆附属配备电路后发送的；和/或，
接收MCU发送的启动IVI分区的通知，并控制所述IVI分区启动；启动所述IVI分区的通知是所述MCU检测到用户的触发操作后发送的。
4.根据权利要求1所述的系统，所述IVI分区或Cluster分区用于获取用户的启动配置，所述启动配置包括启动IVI分区和/或Cluster分区时用户的设定操作；
所述IVI分区或Cluster分区用于将所述启动配置发送至所述MCU，以供所述MCU根据所述启动配置检测用户的设定操作。
5.根据权利要求4所述的系统，所述IVI分区在获取用户的启动配置时，具体用于：
根据用户的语音信息或者在屏幕上的配置操作，获取用户的启动配置；
所述Cluster分区在获取用户的启动配置时，具体用于：
根据用户的语音信息获取用户的启动配置。
6.根据权利要求1-5任一项所述的系统，所述中介分区在根据所述通知控制对应的分区启动时，具体用于：
根据启动IVI分区的通知，调用所述SCFW分区的应用程序接口API，为所述IVI分区分配资源，并启动所述IVI分区；和/或，
根据启动Cluster分区的通知，调用所述SCFW分区的应用程序接口API，为所述Cluster分区分配资源，并启动所述Cluster分区。
7.一种基于硬隔离的分区启动方法，其特征在于，所述方法适用于权利要求1所述的基于硬隔离的分区启动系统，所述方法包括：
SCFW分区控制中介分区启动；
所述中介分区接收MCU发送的启动IVI分区和/或Cluster分区的通知，并根据所述通知控制对应的分区启动；
其中，所述通知是所述MCU检测到用户的设定操作进而发送的。
8.一种电子设备，其特征在于，包括微控制单元MCU和系统级芯片SoC，所述SoC集成有权利要求1-6任一项所述的基于硬隔离的分区启动系统；
所述MCU用于检测到用户的设定操作后，向所述SoC中的中介分区发送启动IVI分区和/或Cluster分区的通知；
所述中介分区用于接收所述MCU发送的启动IVI分区和/或Cluster分区的通知，并根据所述通知控制对应的分区启动。
9.根据权利要求8所述的电子设备，
所述MCU具体用于检测到用户接通车辆附属配备电路后，向所述中介分区发送启动Cluster分区的通知；和/或，检测到用户的触发操作后向所述中介分区发送启动IVI分区的通知。
10.根据权利要求8所述的电子设备，
所述MCU用于接收IVI分区或Cluster分区发送的启动配置，并根据所述启动配置检测用户的设定操作；
所述MCU在接收IVI分区或Cluster分区发送的启动配置之后，还用于将所述启动配置存储至非易失性存储器中。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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Address after: Room 3701, No. 866 East Changzhi Road, Hongkou District, Shanghai, 200080 Patentee after: Botai vehicle networking technology (Shanghai) Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 201821 208, building 4, No. 1411, Yecheng Road, Jiading District, Shanghai Patentee before: Botai vehicle networking technology (Shanghai) Co.,Ltd. Country or region before: China |
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