CN115934603A - 一种基于模块化的智能座舱域控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于模块化的智能座舱域控制器，所述智能座舱域控制器包括：基础soc系统，用于运行所述智能座舱的业务；互联件，所述基础soc系统能够通过所述互联件与一个或多个模块soc系统连接；在所述模块soc系统与所述基础soc系统连接时，所述互联件用于各个系统之间进行数据传输；其中，在各个系统上电时，所述基础soc系统通过所述互联件扫描当前系统中接入的模块soc系统，并采用virtio协议建立连接。
Description
技术领域
本发明涉及智能座舱领域，具体地，涉及一种基于模块化的智能座舱域控制器。
背景技术
智能座舱域控制器是汽车的一个核心功能域，它包括域主控处理器、操作系统和应用软件、算法等部分。功能包括HUD（Head Up Display，抬头显示）、仪表盘（Cockpit）和车载娱乐信息系统（In-Vehicle Infotainment，简称IVI）三个最主要的组成部分。
目前国内外较多汽车已配置智能座舱，汽车主机厂会根据每一代车型选择一款用于智能座舱域控制器的域主控处理器（soc）。这个阶段一般会采用市面上当期性能好的芯片，以达到更好的用户体验，以提高产品竞争力。如图1所示。
Hypervisor是一种运行在基础物理服务器和操作系统之间的中间软件层，可允许多个操作系统和应用共享硬件。
虽然智能座舱域控制器在产品研发的时候选择的域主控处理器以及规划的各种外设配置能够满足当前的需求，但是汽车是一个长周期产品(一般生命周期在10年以上)，由于soc是集成电路，按照摩尔定律发展，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔两年便会增加一倍，预计18个月会将芯片的性能提高一倍。那么就有一个问题，当汽车使用2、3年以后，车可能还是新的，但是座舱域控制器性能已经不足了，不能满足当前使用者对座舱的需求。一般来说智能座舱域的软件可以不断通过OTA(远程升级)，但是硬件扩展是存在问题的。
当前汽车主机厂可以在研发的时候进行预判，使用性能更强的芯片或者集成多块soc以达到性能富裕，给未来留有余量，但这样会增加当期座舱域控制器整体成本，从而可能影响汽车售价，降低竞争力；并且，很难预判未来座舱域控制器的硬件需求，由于芯片厂商也是根据当期的市场需求进行芯片设计的，目前合适的芯片不一定有过多的性能余量。可见，现有技术中存在座舱域控制器的性能，不能满足使用者对座舱的长期使用需求的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于模块化的智能座舱域控制器，用于解决现有技术中存在的座舱域控制器的性能，不能满足使用者对座舱的长期使用需求的技术问题。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种基于模块化的智能座舱域控制器，所述智能座舱域控制器包括：
基础soc系统，用于运行所述智能座舱的业务；
互联件，所述基础soc系统能够通过所述互联件与一个或多个模块soc系统连接；在所述模块soc系统与所述基础soc系统连接时，所述互联件用于各个系统之间进行数据传输；
其中，在所述各个系统上电时，所述基础soc系统通过所述互联件扫描当前系统中接入的模块soc系统，并采用virtio协议建立连接。
可选的，在所述基础soc系统和所述模块soc系统上均安装有hypervisor软件，所述hypervisor软件用于允许运行在所述hypervisor之上的客户端操作系统guest os和应用共享硬件；各个系统的hypervisor包括virtio后端模块，所述virtio后端模块用于使所述客户端操作系统和应用能够通过virtio前端模块访问外部设备。
可选的，在访问本地设备时，业务发起设备访问请求，所述设备访问请求通过客户端操作系统guest os的virtio前端模块发送到hypervisor的virtio后端模块；若virtio后端模块判断当前设备访问请求是访问本地设备，则通过hypervisor的驱动直接访问本地的真实设备。
可选的，在访问远端设备时，业务发起设备访问请求，所述设备访问请求通过客户端操作系统guest os的virtio前端模块发送到hypervisor的virtio后端模块；若virtio后端模块判断当前设备访问请求是访问远端设备，则将所述设备访问请求发送给hypervisor中与所述远端设备对应的目标模块soc系统的virtio前端模块，所述目标模块soc系统的virtio前端模块通过所述互联件将所述设备访问请求发送到目标模块soc系统上运行的virtio后端模块，再通过目标模块soc系统上运行的virtio后端模块将所述设备访问请求发送到目标模块soc系统上的真实设备上。
可选的，所述互联件采用高速总线；所述高速总线采用pcie或者网络switch。
本发明提出的技术方案能够通过模块化的方法持续提升产品性能，在使用过程中，可以根据用户的需求不断增加新的模块提升产品的性能和功能，以延长设备的使用寿命，提升用户体验，从而解决现有技术中存在的座舱域控制器的性能，不能满足使用者对座舱的长期使用需求的技术问题。同时，新模块也可以作为汽车周边产品进行销售，给车厂带来持续营收。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的智能座舱域控制器的示意图；
图2是根据一示例性实施例示出的基于模块化的智能座舱域控制器；
图3是根据一示例性实施例示出的设备访问的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明实施例提供了一种基于模块化的智能座舱域控制器，如图2所示，包括基础soc系统（如图中所示的soc系统0），用于运行所述智能座舱的业务；互联件，所述基础soc系统能够通过所述互联件与一个或多个模块soc系统（如图中所示的soc系统1、soc系统2、soc系统3和soc系统4）连接；在所述模块soc系统与所述基础soc系统连接时，所述互联件用于各个系统之间进行数据传输；其中，在各个系统上电时，所述基础soc系统通过所述互联件扫描当前系统中接入的模块soc系统，并采用virtio协议建立连接。其中，hypervisor是指虚拟机监视器（英语全称：virtual machine monitor，缩写为VMM），OS是指操作系统（英语全称：Operating System），APPs是指应用，CAN是指控制器域网(英语全称：ControllerArea Network)。
本发明提出的技术方案能够通过模块化的方法持续提升产品性能，在使用过程中，可以根据用户的需求不断增加新的模块提升产品的性能和功能，以延长设备的使用寿命，提升用户体验，同时，新模块也可以作为汽车周边产品进行销售，给车厂带来持续营收。
接下来，对本发明实施例中模块化的智能座舱域控制器设计方法进行说明。
步骤1，如图1所示，为按照当前需求设计的座舱方案soc系统0，soc系统0作为基础soc系统用于运行座舱的业务。
步骤2，如图2所示，在所述soc系统0的基础上添加一个互联件，互联件采用高速总线，可以用pcie（peripheral component interconnect express，高速串行计算机扩展总线标准）或者网络switch（交换机），互联件可以用于各个模块之间进行高速数据传输。
步骤3，将soc系统0接入互联件中，并将额外接入的模块soc系统1、soc系统2、soc系统3和soc系统4中的一个或多个系统根据需要接入域中。
步骤4，在各个soc系统中安装hypervisor软件，hypervisor的作用是允许操作系统和应用共享硬件。
步骤5，在hypervisor中，开发本地操作系统使用的virtio后端模块，用于运行在hypervisor之上的操作系统和应用通过virtio前端模块访问外部设备。
步骤6，系统上电，soc系统0启动hypervisor软件，hypervisor软件中的virtio后端通过互联件扫描当前系统中接入的模块soc系统，并采用virtio协议建立连接。
步骤7，访问本地设备，如图3所示，按照①②③的顺序执行，首先业务发起设备访问请求，该请求通过客户端操作系统guest os的virtio前端设备发送到hypervisor的virtio后端模块，virtio后端模块判断当前请求是访问本地设备，就通过hypervisor的驱动直接访问本地的真实设备上。
步骤8，访问远端设备，如图3所示，按照④②⑤⑥⑦的顺序执行，首先发起设备访问请求，该请求通过客户端操作系统guest os的virtio前端设备发送到hypervisor的virtio后端模块，virtio后端模块判断当前请求是访问一个远端设备(另外一个soc的设备，这里以soc系统1为例)，将请求发送给hypervisor的“soc系统1的virtio前端”模块，“soc系统1的virtio前端”模块再通过互联件将请求发送到soc系统1上运行的 virtio后端模块，最后再通过这个virtio后端模块将请求发送到soc系统1上的真实设备上。
本发明通过模块化的方法对汽车智能座舱域控制器进行设计，通过灵活动态的插入新的硬件，扩展性能和功能，提高用户体验。在硬件设计的时候新增互联件，互联件可以是pcie、网络switch或者其它高速总线，用于模块之间高速通信，减少性能损失，在互联件上，保留多功能端点，用于新增模块插入。
在每个模块上安装hypervisor软件，通过hypervisor进行隔离，这样可以屏蔽底层硬件细节，底层通过hypervisor的virtio进行数据交互，上层业务使用virtio进行外设功能访问，这样可以避免业务修改，运行的业务软件可以无感。
本发明提出的技术方案能够通过模块化的方法持续提升产品性能。比如，存储模块原来设计是128G，随着软件越来越庞大，可以通过插入一个新模块，将存储扩容到256G或者更大。同时随着新硬件技术的发展，也可以通过模块化的方案将其引入，比如引入算力更大的AI模块，用于增强业务算法计算。随着汽车座舱娱乐化的发展，车上游戏对GPU（图形处理器,英语全称：graphics processing unit）的需求越来越大，可以通过模块化的方案将算力更大的GPU接入到座舱。主机厂可以根据用户的需求不断发布新的模块提升产品的性能和功能，以延长设备的使用寿命，提升用户体验，同时，新模块也可以作为汽车周边产品进行销售，给车厂带来持续营收。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (5)
1.一种基于模块化的智能座舱域控制器，其特征在于，所述智能座舱域控制器包括：
基础soc系统，用于运行所述智能座舱的业务；
互联件，所述基础soc系统能够通过所述互联件与一个或多个模块soc系统连接；在所述模块soc系统与所述基础soc系统连接时，所述互联件用于各个系统之间进行数据传输；
其中，在所述各个系统上电时，所述基础soc系统通过所述互联件扫描当前系统中接入的模块soc系统，并采用virtio协议建立连接。
2.如权利要求1所述的智能座舱域控制器，其特征在于，在所述基础soc系统和所述模块soc系统上均安装有hypervisor软件，所述hypervisor软件用于允许运行在所述hypervisor之上的客户端操作系统guest os和应用共享硬件；各个系统的hypervisor包括virtio后端模块，所述virtio后端模块用于使所述客户端操作系统和应用能够通过virtio前端模块访问外部设备。
3.如权利要求2所述的智能座舱域控制器，其特征在于，在访问本地设备时，业务发起设备访问请求，所述设备访问请求通过所述客户端操作系统guest os的virtio前端模块发送到hypervisor的virtio后端模块；若所述virtio后端模块判断当前设备访问请求是访问本地设备，则通过所述hypervisor的驱动直接访问本地的真实设备。
4.如权利要求2所述的智能座舱域控制器，其特征在于，在访问远端设备时，业务发起设备访问请求，所述设备访问请求通过所述客户端操作系统guest os的virtio前端模块发送到hypervisor的virtio后端模块；若所述virtio后端模块判断当前设备访问请求是访问远端设备，则将所述设备访问请求发送给hypervisor中与所述远端设备对应的目标模块soc系统的virtio前端模块，所述目标模块soc系统的virtio前端模块通过所述互联件将所述设备访问请求发送到所述目标模块soc系统上运行的virtio后端模块，再通过所述目标模块soc系统上运行的virtio后端模块将所述设备访问请求发送到所述目标模块soc系统上的真实设备上。
5.如权利要求1所述的智能座舱域控制器，其特征在于，所述互联件采用高速总线；所述高速总线采用pcie或者网络switch。
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