CN115811536B - 一种基于多核异构的汽车中央网关系统及实现方法 - Google Patents

Abstract

一种基于多核异构的汽车中央网关系统，包括：安全域，包括至少一个安全域处理器核，被配置为从获取的车身网络数据中解析车身网络数据的目的地址和安全级别；根据所述目的地址和安全级别将所述车身网络数据进行路由转发操作或存储至共享内存；应用域，包括至少一个应用域处理器核，被配置为通过核间通信机制接收所述安全域发送的操作指令；根据所述操作指令，从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据发送给显示设备进行显示或从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据进行路由转发操作；所述安全域处理器核与所述应用域处理器核架构不同。本申请还提供一种基于多核异构的汽车中央网关的实现方法，满足了汽车跨域应用的需求。

Description

一种基于多核异构的汽车中央网关系统及实现方法

技术领域

本申请涉及嵌入式领域，特别是涉及一种基于多核异构的汽车中央网关系统及实现方法。

背景技术

随着汽车电子电气架构的发展，区域架构的出现满足未来对互联、电动和自动驾驶汽车的需求。区域架构能够有效地在车辆周围分配电力和数据，同时改善电线成本、重量和制造。该体系结构中的一个关键组件是区域控制器，负责将大量的执行器和传感器连接到中央计算电子控制单元ECU。而通过稳定可靠的数据通道，实现高流量、低延迟的信息交互来桥接每个区域控制器的设备，称之为汽车中央网关。汽车中央网关的主要作用就是管理各个区域控制器之间的数据交换。汽车中央网关是汽车内部通信的核心，通过它可以实现汽车内部信息的共享以及实现汽车内部的网络管理。

目前处理安全性较高的车身信息时，汽车中央网关需要有一个独立的安全芯片对信息进行处理，处理后将信息发送给另外一个显示芯片进行显示，信息在每个芯片中都是单独传输的，因此需要多个芯片才能完成汽车中央网关的功能，并且数据传输速度慢，效率低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的至少一个问题，本申请的目的在于提供一种基于多核异构的汽车中央网关系统及实现方法，通过一个芯片能够实现网关和显示两个功能，实现了安全域与应用域的多域融合，不仅支持网关功能而且支持中控及仪表等功能应用，满足了汽车的应用需求。

为实现上述目的，本申请提供的基于多核异构的汽车中央网关系统，包括：

安全域，包括至少一个安全域处理器核，被配置为从获取的车身网络数据中解析车身网络数据的目的地址和安全级别；根据所述目的地址和安全级别将所述车身网络数据进行路由转发操作或存储至共享内存；

应用域，包括至少一个应用域处理器核，被配置为通过核间通信机制接收所述安全域发送的操作指令，根据所述操作指令，从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据发送给显示设备进行显示或从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据进行路由转发操作；

所述安全域处理器核与所述应用域处理器核架构不同。

进一步地，所述安全域，被配置为将所述目的地址不是安全域并且高安全级别的所述车身网络数据进行路由转发操作，将其它所述车身网络数据存储至共享内存，并生成操作指令通过核间通信机制进行发送；

进一步地，所述应用域，被配置为若判断所述操作指令是显示操作，则从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据并转换成状态信号，发送给显示设备进行显示，若判断所述操作指令是路由转发操作，则从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据并进行解析得到所述车身网络数据的目的地址进行路由转发操作。

进一步地，所述安全域处理器核包括：安全域路由控制器核与安全域中央处理器核；

所述安全域路由控制器核，被配置为获取车身网络数据并解析得到所述车身网络数据的目的地址，确定所述目的地址和安全级别，将目的地址不是本安全域并且高安全级别的所述车身网络数据进行路由转发操作；

所述安全域中央处理器核，被配置为将其它所述车身网络数据存储到共享内存，并生成所述操作指令通过核间通信机制进行发送。

更进一步地，所述应用域处理器核，包括：应用域路由控制器核与应用域中央处理器核；

所述应用域中央处理器核，被配置为通过核间通信机制接收所述安全域发送的所述操作指令，若所述操作指令是显示操作，则从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据并转换成状态信号，发送给显示设备进行显示，若所述操作指令是路由转发操作，则从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据并进行解析得到所述车身网络数据的目的地址；

所述应用域路由控制器核，被配置为根据解析得到的所述车身网络数据的目的地址进行路由转发操作。

更进一步地，所述应用域，还被配置为获取车身网络数据并解析得到所述车身网络数据的目的地址，根据目的地址将所述车身网络数据进行路由转发操作。

更进一步地，所述应用域中央处理器核，还被配置为获取所述车身网络数据并解析得到所述车身网络数据的目的地址；

所述应用域路由控制器核，还被配置为根据所述车身网络数据的目的地址将所述车身网络数据进行路由转发操作。

更进一步地，所述应用域还包括：HSM单元，被配置为对所述车身网络数据进行加密。

更进一步地，所述操作指令包括：所述车身网络数据在所述共享内存中的地址和所述操作指令的类型，所述操作指令的类型包括：所述显示操作和所述路由转发操作。

更进一步地，所述核间通信单元通过mailbox进行核间通信。

为实现上述目的，本申请还提供的一种基于多核异构的汽车中央网关系统的实现方法，应用于包括安全域和应用域的芯片，所述安全域配置有至少一个安全域处理器核，所述应用域配置有至少一个应用域处理器核，所述安全域处理器核与所述应用域处理器核架构不同，所述方法包括：

所述安全域从获取的车身网络数据中解析车身网络数据的目的地址和安全级别；根据所述目的地址和安全级别将所述车身网络数据进行路由转发操作或存储至共享内存；

所述应用域，通过核间通信机制接收所述安全域发送的操作指令，根据所述操作指令，从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据发送给显示设备进行显示或从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据进行路由转发操作。

进一步地，所述根据所述目的地址和安全级别将所述车身网络数据进行路由转发操作或存储至共享内存，具体包括：

所述安全域将目的地址不是本安全域并且高安全级别的所述车身网络数据进行路由转发操作，将其它所述车身网络数据存储到共享内存，并生成操作指令通过核间通信机制进行发送。

进一步地，所述根据所述操作指令，从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据发送给显示设备进行显示或从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据进行路由转发操作，具体包括：

所述应用域，若判断所述操作指令是显示操作，则从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据并转换成状态信号，发送给显示设备进行显示，若判断所述操作指令是路由转发操作，则从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据并进行解析得到所述车身网络数据的目的地址进行转发操作。

进一步的，所述应用域，还被配置为获取车身网络数据并解析得到所述车身网络数据的目的地址，根据目的地址将所述车身网络数据进行路由转发操作。

更进一步的，为所述安全域和所述应用域分配共享内存，所述安全域中央处理器核和所述应用域中央处理器核对所述共享内存中的所述车身信息进行读取。

更进一步的，所述操作指令包括：所述车身网络数据在所述共享内存中的地址和所述操作指令的类型，所述操作指令的类型包括：显示操作和路由转发操作。

为实现上述目的，本申请还提供的芯片，其上集成有如上所述的基于多核异构的汽车中央网关系统。

为实现上述目的，本申请还提供的电路板，包括如上所述的芯片。

为实现上述目的，本申请还提供的车机，包括如上所述的芯片。

为实现上述目的，本申请还提供的电子设备，包括，存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器被设置为运行所述指令以执行如上所述的基于多核异构的汽车中央网关系统的实现方法的步骤。

为实现上述目的，本申请还提供的计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，当计算机指令运行时执行如上所述的基于多核异构的汽车中央网关系统的实现方法的步骤。

本申请的一种基于多核异构的汽车中央网关系统及实现方法，通过一个芯片能够实现网关和显示两个功能，不仅实现新一代汽车电子电器架构下与各个区域控制器之间进行多路高带宽通信和数据交换，并且保证数据的安全性，而且实现了安全域与应用域的多域融合，不仅支持网关功能而且支持中控及仪表等功能应用，满足了汽车跨域应用的需求。并且本申请的技术方案，在一块芯片的两个域之间不存在真正的车身信息传递，通过共享一块内存，将信息放进共享内存进行读取，这样在一块芯片中实现相比两块芯片的数据传输来说速度更快，显著提升车内数据交换和处理能力。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。

附图说明

附图用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本申请的实施例一起，用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中：

图1为根据本申请一个实施例的基于多核异构的汽车中央网关系统结构框图；

图2为根据本申请另一个实施例的基于多核异构的汽车中央网关系统结构框图；

图3为根据本申请一个实施例的基于多核异构的汽车中央网关系统的实现方法流程图；

图4为根据本申请另一个实施例的基于多核异构的汽车中央网关系统的实现方法流程图；

图5为根据本申请实施例的芯片结构示意图；

图6为根据本申请实施例的电路板结构示意图；

图7为根据本申请实施例的车机结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的实施例。虽然附图中显示了本申请的某些实施例，然而应当理解的是，本申请可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本申请。应当理解的是，本申请的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本申请的保护范围。

应当理解，本申请的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本申请的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

需要注意，本申请中提及的“第一”、“第二”等仅用于对不同的装置、模块、单元或数据进行区分，并非用于限定这些装置、模块、单元或数据所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本申请中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。“多个”应理解为两个或以上。

下面，将参考附图详细地说明本申请的实施例。

多核异构：是指包括至少两个架构不同的处理器核；

多核异构是硬件层面的差异，一个多核异构芯片可能存在多个硬件域。一个硬件域是一组电子器件资源的集合。处理器核与硬件资源构成硬件上相互隔离的多个硬件域。各处理器核之间是异构设置，各处理器核的硬件域内的硬件资源只能被其处理器访问。

硬件域：处理器核与硬件资源划分为一组，不同的组即是不同的硬件域，处理器核与硬件资源构成硬件上相互隔离的多个硬件域。

安全域：执行实时性要求较高的任务的硬件域。

应用域：执行有高性能需求的的硬件域。

中央网关：是网间连接器、协议转换器。中央网关在网络层以上实现网络互连，是复杂的网络互连设备，用于两个高层协议不同的网络互连，中央网关用于整个汽车网互连。中央网关是一种充当转换重任的系统，使用在不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，中央网关是一个翻译器，对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。

路由：是指路由器从一个接口上收到数据包，根据数据包的目的地址进行定向并转发到另一个接口的过程。

RPMSG：Remote Processor Messaging，远程处理器信息传递。

ECC：Error Correcting Code，是一种能够实现“错误检查和纠正”的技术。

CAN：总线式串行通信网络。

UART：Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发器，通用异步收发器是一种通用串行数据总线，用于异步通信。该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。

以太网：是一种基于总线型拓扑结构的网络，使用分布式仲裁机制来解决冲突。速度主要有 10Mbps、100Mbps 和 1000Mbps 等。

BT：BLUETOOTH蓝牙的简称，一种支持设备短距离通信的无线电技术；

WIFI：无线局域网；

Flash，全称是Flash EEPROM Memory，又称闪存，存储芯片的一种，数据不会因为断电而丢失，通过特定的程序可以修改里面的数据，Flash包括：nor Flash和Hyperflash。

SPI：高速同步串行口，一种标准的四线同步双向串行总线，是串行外围设备接口。SPI接口主要应用在 EEPROM，FLASH，实时时钟，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI接口包括：四线SPI接口（QSPI）和八线SPI接口（OSPI）。

LPDDR：Low Power Double Data Rate SDRAM，低功耗双倍数据速率SDRAM，是DDRSDRAM 的一种专门用于移动式电子产品的存储器，以低功耗和小体积著称。

MIPI-DSI：Display Serial Interface，是一种应用于显示技术的串行接口，兼容DPI（显示像素接口，Dsiplay Pixel Interface）、DBI（显示总线接口，Display BusInterface）和DCS（显示命令集，Display Command Set），以串行的方式发送像素信息或指令给外设，而且从外设中读取状态信息或像素信息，而且在传输的过程中享有自己独立的通信协议，包括数据包格式和纠错检错机制。

MIPI-CSI：Camra Serial Interface，是由MIPI联盟下Camra工作组指定的标准接口，用于连接摄像头传输摄像头的视频信号。

Deserializer：串并转换器。

Display：显示屏。

EMMC：Embedded Multi Media Card，嵌入式多媒体卡，是主要针对手机或平板电脑等产品的内嵌式存储器标准规格。

I2S：Inter—IC Sound总线, 又称集成电路内置音频总线，是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准。

CODEC：编译码器，数字通信中具有编码、译码功能的器件。

PCIE：Peripheral Component Interconnect Express，是一种高速串行计算机扩展总线标准

ETH SWITCH：Ethernet Switch，以太网路交换器。

 GNSS：Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统；

USB：Universal Serial Bus，通用串行总线，是一种串口总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范。

GPU：Graphics Processing Unit，图形处理器，做图像和图形相关运算工作的微处理器。

DMA：Direct Memory Access，直接存储器访问， DMA传输将数据从一个地址空间复制到另一个地址空间，提供在外设和存储器之间或者存储器和存储器之间的高速数据传输。

Timer：定时器。

SDPE：包处理引擎。

ADC：数模转换器。

HSM：Hardware Security Module，硬件安全模块，是一种用于保护和管理强认证系统所使用的密钥，并同时提供相关密码学操作的计算机硬件设备。

现在的芯片非常复杂，很多都是包含多个核，特别是片上系统SoC，一个芯片上不仅包含了很多个核心，并且很多核心的架构不相同。例如汽车芯片，就可能包含了Cortex-A55，Cortex-R5 、DSP、GPU等多个异构的处理器单元。这些不同架构的功能单元，就成了多核异构处理系统。各个核之间就通过Mailbox硬件单元实现消息物理通信。

实施例1

图1为根据本申请一个实施例的基于多核异构的汽车中央网关系统结构框图，下面将参考图1，对本申请的基于多核异构的汽车中央网关系统进行详细描述。

参考图1所示，该基于多核异构的汽车中央网关系统10，包括：安全域11和应用域12；

所述安全域11，包括至少一个安全域处理器核111，被配置为从获取的车身网络数据中解析车身网络数据的目的地址和安全级别；根据所述目的地址和安全级别将所述车身网络数据进行路由转发操作或存储至共享内存；

所述应用域12，包括至少一个应用域处理器核121，被配置为通过核间通信机制接收所述安全域发送的操作指令，根据所述操作指令，从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据发送给显示设备进行显示或从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据进行路由转发操作；

所述安全域处理器核111与所述应用域处理器核121架构不同。

进一步地，在本申请实施例中，所述安全域11被配置为将目的地址不是本安全域并且安全级别高的所述车身网络数据进行路由转发操作，将其它所述车身网络数据存储到共享内存，并生成操作指令通过核间通信机制进行发送；

进一步地，在本申请实施例中，所述应用域12，被配置为若判断所述操作指令是显示操作，则从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据并转换成状态信号，发送给显示设备进行显示，若判断所述操作指令是路由转发操作，则从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据并进行解析得到所述车身网络数据的目的地址进行路由转发操作。

具体来说，在一些实施例中，安全域处理器核111可以采用多组Cortex-R5核，应用域处理器核121可以采用多个Cortex-A55核，构成多核异构的方式。安全域采用的多组Cortex-R5核，支持Look step双核锁步工作模式，并且安全域支持ECC和奇偶校验，以确保数据安全。安全级别高的信息一般由安全域接收后经过安全域直接进行路由转发，或通过核间通信机制转发给应用域，由应用域的显示接口发送给显示设备进行显示，安全级别低的信息可以由安全域通过核间通信机制转发给应用域进行路由转发，或由应用域直接从接口单元接收后直接进行路由转发。

图2为根据本申请另一个实施例的基于多核异构的汽车中央网关系统结构框图，参考图2所示，本申请的实施例中，所述安全域处理器核111包括：安全域路由控制器核1111与安全域中央处理器核1112；其中，

所述安全域路由控制器核1111，被配置为获取车身网络数据并解析得到所述车身网络数据的目的地址，确定所述目的地址和安全级别，将目的地址不是本安全域并且安全级别高的所述车身网络数据进行路由转发操作；

所述安全域中央处理器核1112，被配置为将其它所述车身网络数据存储到共享内存，并生成所述操作指令通过核间通信机制进行发送。

具体地，安全域基于Mailbox实现与应用域之间的核间通信，以实时传送所述操作指令。

具体地，安全域、应用通过Mailbox实现访问DDR空间，称为共享内存，安全域通过Mailbox将所述车身网络数据存储至共享内存，所述应用域基于Mailbox读取共享内存中的所述车身网络数据。

在具体示例中，Mailbox可以为基于RPMSG的Mailbox。

更进一步地，本发明实施例中，还包括：安全域接口单元112，所述安全域接口单元包括以下的一个或多个接口：

CAN接口、UART接口、RGMII接口、OSPI接口和QSPI接口。

具体地，可以通过CAN接口接入CAN网络节点，通过UART接口和LIN转换模块接入LIN网络节点，通过RGMII接口和PHY接入1000M以太网网络节点，通过OSPI接口或QSPI接口接入Flash存储器。

具体地，获取车身网络数据，可以通过所述安全域接口单元从外部设备获取；

具体地，进行路由转发操作，也是通过所述安全域接口单元转发给外部设备，所述安全域路由控制器核1111将所述车身网络数据进行协议转换之后根据目的地址，选择与目的地址对应的接口，将所述车身网络数据转发给目的地址对应的外部设备。

具体来说，本发明实施例中，所述车身网络数据的安全级别包括：高安全级别的车身网络数据与低安全级别的车身网络数据，高安全级别的车身网络数据，例如：方向盘上的按键信息（换挡等）、锁车信息等， 低安全级别的车身网络数据例如：方向盘按键、控制娱乐信息等。

高安全级别的车身网络数据，例如：方向盘上的按键信息、锁车信息、车速、轮胎转速、档位、油耗、车辆行驶过程中的状态显示、轮胎胎压、相关告警状态、各排座位安全带未系的状态、需要预防或注意车辆状况的安全状态。等，通过安全域接口单元接收，并通过安全域接口单元进行路由转发；

低安全级别的车身网络数据例如：方向盘按键信息、控制娱乐信息等通过安全域接口单元接收，并通过核间通信单元转发给应用域，通过应用域的接口单元进行路由转发出去，或者通过应用域的显示接口发送给显示设备进行显示。

更进一步地，本发明实施例中，在将目的地址不是本安全域并且安全级别高的所述车身网络数据进行路由转发操作之前，所述安全域路由控制器核1111，还配置为将所述车身网络数据进行协议转换，转换为目标地址的外部设备支持的协议类型，根据预置的路由表选择与目标地址对应的外部设备。

路由表，routing table，是一个存储在路由器或者联网计算机中的电子表格、文件或类数据库，路由表存储着指向特定网络地址的路径，路由表中含有网络周边的拓扑信息，路由表建立的主要目标是为了实现路由协议和静态路由选择。

更进一步地，本发明实施例中，所述安全域11还包括：看门狗单元，配置为检测整个芯片的程序，一旦主程序出现异常，看门狗会断电重启，将整个芯片的程序复位。

更进一步地，本发明实施例中，所述安全域11还包括：温度传感器（TemperatureSensor），通过温度传感器可以获得温度信息。

所述共享内存，被配置为存储所述车身网络数据，所述安全域11与所述应用域12可以对所述共享内存进行数据读取。

具体地，所述操作指令包括所述车身网络数据在所述共享内存中的地址，以及所述操作指令，所述操作指令的类型包括显示操作和路由转发操作两种类型。

更进一步地，本申请的实施例中，所述应用域处理器核121，包括：应用域中央处理器核1211和应用域路由控制器核1212；

所述应用域中央处理器核1211，被配置为通过所述核间通信机制接收所述安全域发送的所述操作指令，若所述操作指令是显示操作，则从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据并转换成状态信号，发送给显示设备进行显示，若所述操作指令是路由转发操作，则从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据；

所述应用域路由控制器核1212，被配置为根据解析得到的所述车身网络数据的目的地址进行路由转发操作。

更进一步地，本申请的实施例中，所述应用域12还包括：应用域接口单元122，所述应用域接口单元122包括以下的一个或多个接口：

通信接口：CAN接口、UART接口、RGMII接口、EMMC接口、I2S接口、PCIE接口、USB接口、LDPPR接口，ADC接口、MIPI-DSI接口和MIPI-CSI接口。

较佳地，通过CAN接口接入CAN网络节点，通过UART接口和LIN转换模块（例如串并转换器Deserializer）接入LIN网络节点，通过UART接口接入全球导航卫星系统GNSS，通过RGMII接口和PHY接入1000M以太网网络节点，通过EMMC接口接入EMMC设备，通过I2S接口接入音频设备例如CODEC，通过PCIE接口接入无线局域网wifi设备、蓝牙BT设备和以太网路交换器ETH SWITCH，通过USB接口接入USB设备，通过LDPPR接口接入LPDDR，通过ADC接口接入ADC设备，通过MIPI-DSI接口接入显示屏Display，其中Display可以为仪表屏或中控屏，通过MIPI-CSI接口接入串并转换器deserializer，其中deserializer用于连接多路摄像头。

本发明一个实施例中，所述汽车中央网关系统共支持多路高带宽通信接口，例如20路CAN接口、4路LIN通信的UART接口、9路1000M以太网的RGMTT接口、2路10G以太网 T1的RGMTT接口、1路1000M以太网 TX RGMTT接口、4路ADC、支持WIFI、BT通信、2路USB接口、1路GNSS、1路CODEC、1路显示和8路摄像头输入。

更进一步地，本申请的实施例中，所述应用域12还包括：GPU单元，被配置为对图像数据进行处理；

更进一步地，本申请的实施例中，所述应用域12还包括：DMA单元，被配置为对数据进行存储访问；

更进一步地，本申请的实施例中，所述应用域12还包括：Timer单元，被配置为定时功能；

更进一步地，本申请的实施例中，所述应用域12还包括：SDPE单元，被配置为包处理引擎，可以在超低CPU占用同时轻松实现CAN FD、LIN和Ethernet之间的消息、包、信号的微秒级的多路转发，大大地提升了数据通道之间的转发速度。

更进一步地，本申请的实施例中，所述应用域12还包括：HSM单元，被配置为对所述车身网络数据进行加密，具有高性能Crypto算法引擎，并支持AES、RSA、ECC、SHA、SM2/3/4/9加密方式，从而保证车身数据的安全。满足国密标准的高性能HSM，可以支持数字签名、身份验证、数据加密等多种安全功能，不仅可以用于V2X等应用场景，也可以对车身网络中的数据进行实时加解密。

通过将SDPE包引擎和内置HSM的紧密结合，在处理CAN、LIN和Ethernet之间数据包的加解密和路由时几乎不占用核的处理能力，从而可以支撑更多的业务逻辑，保障安全、实时的数据交互。

更进一步地，本申请的实施例中，所述应用域12，还被配置为直接通过应用域接口单元122获取车身网络数据并解析得到所述车身网络数据的目的地址，根据目的地址将所述车身网络数据进行路由转发操作。

更进一步地，本申请的实施例中，所述应用域中央处理器核1211，被配置为直接通过应用域接口单元122获取车身网络数据并解析得到所述车身网络数据的目的地址；

所述应用域路由控制器核1212，还被配置为根据目的地址将所述车身网络数据进行路由转发操作。

具体来说，一些车身网络数据，例如前后排座椅调整信息、车窗上升下降信息，空调控制信息、导航信息等应用相关的车身网络数据，通过应用域接口单元122接收并进行路由转发给相应的外部设备。

本申请的一种基于多核异构的汽车中央网关系统，通过一个芯片能够实现网关和显示两个功能，不仅实现新一代汽车电子电器架构下与各个区域控制器之间进行多路高带宽通信和数据交换，并且保证数据的安全性，而且实现了安全域与应用域的多域融合，不仅支持网关功能而且支持中控及仪表等功能应用，满足了汽车跨域应用的需求。并且本申请的技术方案，在一块芯片的两个域之间不存在真正的车身信息传递，通过共享一块内存，将信息放进共享内存进行读取，这样在一块芯片中实现相比两块芯片的数据传输来说速度更快，显著提升车内数据交换和处理能力。

实施例2

图3为根据本申请一个实施例的基于多核异构的汽车中央网关系统的实现方法流程图，下面将参考图3，对本申请的基于多核异构的汽车中央网关系统的实现方法进行详细描述。

本申请的基于多核异构的汽车中央网关系统的实现方法应用于包括安全域和应用域的芯片，所述安全域配置有至少一个安全域处理器核，所述应用域配置有至少一个应用域处理器核，所述安全域处理器核与所述应用域处理器核架构不同。

在步骤301，所述安全域从获取的车身网络数据中解析车身网络数据的目的地址和安全级别；根据所述目的地址和安全级别将所述车身网络数据进行路由转发操作或存储至共享内存；

进一步地，本申请实施例中，所述根据所述目的地址和安全级别将所述车身网络数据进行路由转发操作或存储至共享内存，具体包括：

所述安全域将目的地址不是本安全域并且安全级别高的所述车身网络数据进行路由转发操作，将其它所述车身网络数据存储到共享内存，并生成操作指令通过核间通信机制进行发送。

在步骤302，所述应用域通过核间通信机制接收所述安全域发送的操作指令，根据所述操作指令，从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据发送给显示设备进行显示或从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据进行路由转发操作。

进一步地，本申请实施例中，所述根据所述操作指令，从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据发送给显示设备进行显示或从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据进行路由转发操作，具体包括：

所述应用域若判断所述操作指令是显示操作，则从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据并转换成状态信号，发送给显示设备进行显示，若判断所述操作指令是路由转发操作，则从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据并进行解析得到所述车身网络数据的目的地址进行路由转发操作。

进一步地，本申请实施例中，还包括：

所述应用域获取车身网络数据并解析得到所述车身网络数据的目的地址，根据目的地址将所述车身网络数据进行路由转发操作。

进一步地，在本申请实施例中，还包括：为所述安全域和所述应用域分配共享内存，所述安全域中央处理器核和所述应用域中央处理器核对所述共享内存中的所述车身信息进行读取。

具体地，所述操作指令包括：所述车身网络数据在所述共享内存中的地址和所述操作指令的类型，所述操作指令的类型包括：显示操作和路由转发操作。

本申请的一种基于多核异构的汽车中央网关系统的实现方法，通过一个芯片能够实现网关和显示两个功能，不仅实现新一代汽车电子电器架构下与各个区域控制器之间进行多路高带宽通信和数据交换，并且保证数据的安全性，而且实现了安全域与应用域的多域融合，不仅支持网关功能而且支持中控及仪表等功能应用，满足了汽车跨域应用的需求。并且本申请的技术方案，在一块芯片的两个域之间不存在真正的车身信息传递，通过共享一块内存，将信息放进共享内存进行读取，这样在一块芯片中实现相比两块芯片的数据传输来说速度更快，显著提升车内数据交换和处理能力。

实施例3

下面通过一个具体实施例对本申请作进一步解释和说明。

图4为根据本申请另一个实施例的基于多核异构的汽车中央网关系统的实现方法流程图。参考图4所示，该方法包括以下步骤：

在步骤401，安全域接口单元的CAN接口接收车身网络数据，发送给安全域路由控制器核，车身网络数据包括换挡信息、车轮转速信息和方向盘按键信息。

在步骤402，安全域路由控制器核解析得到所述换挡信息为高安全级别车身网络数据，目的地址是右后方网关控制器，将所述换挡信息进行路由转发操作，转发到右后方网关控制器；

在步骤403，安全域路由控制器核解析得到所述车轮转速信息为需要显示操作的类型，所述方向盘按键信息为需要由应用域进行路由转发操作的信息，安全域中央处理器核将所述车轮转速信息和所述方向盘按键信息存储到共享内存，并生成操作指令通过核间通信机制进行发送。

具体地，所述操作指令包括所述车轮转速信息和所述方向盘按键信息在共享内存中的位置，以及所述车轮转速信息的类型为显示操作，所述方向盘按键信息的类型为路由转发操作。

在步骤404，所述应用域中央处理器核，通过核间通信机制接收所述安全域发送的所述操作指令，根据所述操作指令所述车轮转速信息为显示操作的类型，从所述共享内存中读取对应的所述车轮转速信息并转换成状态信号，发送给仪表屏进行显示。

在步骤405，所述应用域中央处理器核根据所述操作指令所述方向盘按键信息为路由转发操作的类型，从所述共享内存中读取对应的所述方向盘按键信息并进行解析得到所述方向盘按键信息的目的地址，将所述方向盘按键信息进行路由转发操作，转发给左后方区域控制器。

在步骤406，所述应用域中央处理器核通过应用域接口单元直接获取方向盘按键信息并解析得到所述方向盘按键信息的目的地址为左前方网关控制器；

在步骤407，所述应用域路由控制器核根据目的地址将所述方向盘按键信息进行路由转发操作，转发给左前方网关控制器。

综上所述，本申请的一种基于多核异构的汽车中央网关系统的实现方法，通过一个芯片能够实现网关和显示两个功能，不仅实现新一代汽车电子电器架构下与各个区域控制器之间进行多路高带宽通信和数据交换，并且保证数据的安全性，而且实现了安全域与应用域的多域融合，不仅支持网关功能而且支持中控及仪表等功能应用，满足了汽车跨域应用的需求。并且本申请的技术方案，在一块芯片的两个域之间不存在真正的车身信息传递，通过共享一块内存，将信息放进共享内存进行读取，这样在一块芯片中实现相比两块芯片的数据传输来说速度更快，显著提升车内数据交换和处理能力。

实施例4

图5为根据本申请实施例的芯片结构示意图。参考图5所示，该芯片50上集成有如上所述的基于多核异构的汽车中央网关系统10。

实施例5

图6为根据本申请实施例的电路板结构示意图。参考图6所示，该电路板60上包括如上所述的芯片50。

实施例6

图7为根据本申请实施例的车机结构示意图。参考图7所示，该车机70包括如上所述的芯片50。

实施例7

本申请一个实施例中，还提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器被设置为运行所述指令以执行上述实施例的基于多核异构的汽车中央网关系统的实现方法的步骤。

实施例8

本申请一个实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的系统中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该系统中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个计算机指令，当上述一个或者多个计算机指令被执行时，实现上述实施例的基于多核异构的汽车中央网关系统的实现方法的步骤。

本申请的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

本领域普通技术人员可以理解：以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种基于多核异构的汽车中央网关系统，其特征在于，包括：

安全域，包括至少一个安全域处理器核，被配置为从获取的车身网络数据中解析车身网络数据的目的地址和安全级别；根据所述目的地址和安全级别，将所述车身网络数据进行路由转发操作或将所述车身网络数据存储至共享内存，并生成操作指令通过核间通信机制发送给应用域；

应用域，包括至少一个应用域处理器核，被配置为通过核间通信机制接收所述安全域发送的操作指令，根据所述操作指令，从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据发送给显示设备进行显示或从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据进行路由转发操作；

所述安全域处理器核与所述应用域处理器核架构不同；

所述安全域，被配置为将所述目的地址不是安全域并且高安全级别的所述车身网络数据进行路由转发操作，将其它所述车身网络数据存储至共享内存，并生成操作指令通过核间通信机制进行发送；

所述应用域，被配置为若判断所述操作指令是显示操作，则从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据并转换成状态信号，发送给显示设备进行显示；若判断所述操作指令是路由转发操作，则从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据并进行解析得到所述车身网络数据的目的地址进行路由转发操作；

所述操作指令，包括：所述车身网络数据在所述共享内存中的地址和所述操作指令的类型；所述操作指令的类型包括：所述显示操作或所述路由转发操作。

2.根据权利要求1所述的基于多核异构的汽车中央网关系统，其特征在于，所述安全域处理器核包括：安全域路由控制器核与安全域中央处理器核；

所述安全域路由控制器核，被配置为获取车身网络数据并解析得到所述车身网络数据的目的地址，确定所述目的地址和安全级别，将目的地址不是本安全域并且高安全级别的所述车身网络数据进行路由转发操作；

所述安全域中央处理器核，被配置为将其它所述车身网络数据存储到共享内存，并生成所述操作指令通过核间通信机制进行发送。

3.根据权利要求1所述的基于多核异构的汽车中央网关系统，其特征在于，所述应用域处理器核，包括：应用域路由控制器核与应用域中央处理器核；

所述应用域中央处理器核，被配置为通过核间通信机制接收所述安全域发送的所述操作指令，若所述操作指令是显示操作，则从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据并转换成状态信号，发送给显示设备进行显示，若所述操作指令是路由转发操作，则从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据并进行解析得到所述车身网络数据的目的地址；

所述应用域路由控制器核，被配置为根据解析得到的所述车身网络数据的目的地址进行路由转发操作。

4.根据权利要求3所述的基于多核异构的汽车中央网关系统，其特征在于，所述应用域，还被配置为获取车身网络数据并解析得到所述车身网络数据的目的地址，根据目的地址将所述车身网络数据进行路由转发操作。

5.根据权利要求4所述的基于多核异构的汽车中央网关系统，其特征在于，所述应用域中央处理器核，还被配置为获取所述车身网络数据并解析得到所述车身网络数据的目的地址；

所述应用域路由控制器核，还被配置为根据所述车身网络数据的目的地址将所述车身网络数据进行路由转发操作。

6.根据权利要求1所述的基于多核异构的汽车中央网关系统，其特征在于，所述应用域包括：HSM单元，被配置为对所述车身网络数据进行加密。

7.根据权利要求1所述的基于多核异构的汽车中央网关系统，其特征在于，所述核间通信机制是通过mailbox硬件单元实现。

8.一种基于多核异构的汽车中央网关系统的实现方法，所述基于多核异构的汽车中央网关系统为权利要求1-7任一项所述的基于多核异构的汽车中央网关系统，所述方法包括：

所述安全域从获取的车身网络数据中解析车身网络数据的目的地址和安全级别；根据所述目的地址和安全级别将所述车身网络数据进行路由转发操作或存储至共享内存；

所述应用域通过核间通信机制接收所述安全域发送的操作指令，根据所述操作指令，从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据发送给显示设备进行显示或从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据进行路由转发操作。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述目的地址和安全级别将所述车身网络数据进行路由转发操作或存储至共享内存，具体包括：

所述安全域将目的地址不是本安全域并且高安全级别的所述车身网络数据进行路由转发操作，将其它所述车身网络数据存储到共享内存，并生成操作指令通过核间通信机制进行发送。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述操作指令，从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据发送给显示设备进行显示或从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据进行路由转发操作，具体包括：

所述应用域，若判断所述操作指令是显示操作，则从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据并转换成状态信号，发送给显示设备进行显示，若判断所述操作指令是路由转发操作，则从所述共享内存中读取对应的所述车身网络数据并进行解析得到所述车身网络数据的目的地址进行转发操作。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述应用域获取车身网络数据并解析得到所述车身网络数据的目的地址，根据目的地址将所述车身网络数据进行路由转发操作。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，为所述安全域和所述应用域分配共享内存，所述安全域中央处理器核和所述应用域中央处理器核对所述共享内存中的所述车身网络数据进行读取。

13.一种芯片，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的基于多核异构的汽车中央网关系统。

14.一种电路板，其特征在于，所述电路板，包括权利要求13所述的芯片。

15.一种车机，其特征在于，所述车机，包括权利要求13所述的芯片。

16.一种电子设备，包括，存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器被设置为运行所述指令以执行权利要求8-12任一项所述的基于多核异构的汽车中央网关系统的实现方法的步骤。

17.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机指令，当所述计算机指令被处理器运行时执行权利要求8至12任一项所述的基于多核异构的汽车中央网关系统的实现方法的步骤。

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