TWI816106B - 用於機動車輛的使用者介面之控制裝置、機動車輛，以及用於操作針對使用者介面的控制裝置之方法 - Google Patents

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Abstract

一種用於機動車輛(14)的使用者介面之控制裝置(1)，具有單晶片系統(2)，該單晶片系統包含至少一主處理器(3)以及可由單晶片系統(2)使用之快閃記憶體配置(7)，其中單晶片系統(2)包括超管理器(10)，其實現第一虛擬機(11)以及第二虛擬機(12)，其中第一虛擬機(11)建構成實施至少一特別是與機動車輛(14)之行駛操作相關之第一功能，且第二虛擬機(12)建構成實施至少一第二功能、特別是針對使用者的資訊娛樂功能，其中對該至少一第一功能的至少一可用性要求及/或安全性要求及/或穩固性要求及/或行駛就緒要求特別是高於該至少一第二功能，其中快閃記憶體配置(7)具有至少兩個能夠獨立運作、構成自有儲存區的快閃記憶體單元(8，9)，其中快閃記憶體單元(8，9)中之第一者包含該控制裝置(1)之啟動所需之所有資料、特別是開機載入程式，實現該超管理器(10)的軟體資源，第一虛擬機(11)之所有軟體資源，以及第二虛擬機(12)之基礎架構軟體、特別是操作系統及操作系統之構架，而第二快閃記憶體單元(9)則包含第二虛擬機(12)之實現第二功能的應用軟體資源。

Description

用於機動車輛的使用者介面之控制裝置、機動車輛，以及用於操作針對使用者介面的控制裝置之方法
本發明係有關於一種用於機動車輛的使用者介面之控制裝置，具有單晶片系統，該單晶片系統包含至少一主處理器以及可由該單晶片系統使用之快閃記憶體配置，其中該單晶片系統包括一超管理器，其實現第一虛擬機以及第二虛擬機，其中該第一虛擬機建構成實施特別是與機動車輛之行駛操作相關的至少一第一功能，且該第二機器建構成實施至少一第二功能、特別是針對使用者的資訊娛樂功能，其中，對該至少一第一功能的至少一可用性要求及/或安全性要求及/或穩固性要求及/或行駛就緒要求高於該至少一第二功能。除此之外，本發明亦有關於一種機動車輛，以及一種操作針對機動車輛之使用者介面的控制裝置的方法。
在現代的機動車輛中，具體言之在其控制架構中，愈發頻繁地將大量功能整合至各控制裝置，即車載電腦，其亦稱作「高性能計算平台」(HCP，High Performance Computing Platforms)。藉此，一方面透過綜效以及資源共享實現成本優勢，另一方面增強靈活性。
就與機動車輛(即使用者介面)之乘員、特別是亦與駕駛者之交 互而言，特別是提出，將共用之座艙HCP用作針對使用者介面的控制裝置，此HCP一方面提供資訊娛樂/娛樂功能，但另一方面亦提供對機動車輛自身之行駛進行支援的功能，具體方式為產生對應的行駛相關的內容/警告指示，其在此情形下例如可在組合儀錶中以及/或者在抬頭顯示器上以及/或者透過機動車輛的音訊系統輸出。此種控制裝置之與行駛操作、特別是機動車輛之常規行駛就緒相關的功能還包括與倒車攝影機相關之功能、空調設備之操作以及諸如此類。亦即，總體而言，除座艙HCP或座艙控制裝置概念以外，亦可將此種針對機動車輛之使用者介面的控制裝置稱作使用者輸入/輸出控制裝置。
然而，上述方案意味著，將對機動車輛之穩固性、安全性及行駛就緒有截然不同之要求的功能整合在共用的座艙控制裝置中。就資訊娛樂功能而言，對穩固性以及安全性的要求較低，而就與行駛以及機動車輛相關的功能而言，此等要求則極高。相應地，建立機動車輛之行駛就緒並不需要資訊娛樂/娛樂功能，而在與行駛操作以及機動車輛相關之領域中，特定的功能組係對於行駛就緒而言不可或缺。此外，此種整合於共用之控制裝置中的方案存在以下問題：例如由於使用諸如「Android Automotive」的開放式操作系統來實施資訊娛樂功能，資訊娛樂/娛樂領域中的出錯概率遠高於與行駛操作及機動車輛相關之功能。
為了實現此種共用的座艙HCP，即針對使用者介面的控制裝置，已提出過使用超管理器，其實現兩個虛擬機，即用於在機動車輛之早期可用性、穩固性、安全性及行駛就緒方面具有要求的功能的第一虛擬機(SYS_Partition)，以及提供與資訊娛樂(包括娛樂在內)相關之第二功能的第二虛擬機(IVI_Partition)。其中如同已知的那般，超管理器將共用之硬體資源之虛擬化提供給兩個虛擬機，亦包括對通常建構為快閃記憶體裝置的儲存介質的存取。
就此而言，使用諸如「Android Automotive」的開放式資訊娛樂或娛樂操作系統會帶來特定的問題。在例如需要提供及使用第三方供應商之應用 軟體資源，而無法針對此等應用軟體資源控制快閃記憶體存取的情況下，與傳統的資訊娛樂或娛樂系統相比，連接的通常為UFS、eMMC或SSD的快閃記憶體裝置損壞的概率大幅增大。此外，與傳統的資訊娛樂或娛樂系統相比，「Android Automotive」自身例如需要更大量的寫入快閃記憶體的操作。
除此之外，需要將愈來愈多的應用情況整合至機動車輛之現代資訊娛樂或娛樂系統，此等應用情況與傳統的應用情況相比亦需要更大量的快閃記憶體存取。此類應用情況例如包括音樂及視訊之串流、線上導航應用、儀錶板攝影機之使用以及諸如此類。此外，就開放式操作系統而言，總是存在惡意應用進入資訊娛樂或娛樂系統的風險，此惡意應用產生極大量之快閃記憶體存取，特別是抹除及寫入存取，致使控制裝置損毀。
以具有128GB UFS快閃記憶體模組為例，1000個抹除/寫入循環以及每日之30GB的寫入存取量將導致預估平均壽命為12年，這使得為覆蓋機動車輛之特別是10至15年的壽命而留有的餘地過小，尤其就與行駛操作及機動車輛自身有關之領域中的功能而言。
軟體應用對快閃記憶體裝置造成之負荷例如參閱Tao Zang等人之論文「Apps can quickly destroy your mobile's flash：Why they don't,and how to keep it that way」，MobiSys 2019，漢城，韓國，Session 4：Taming your apps。
在先前技術中，已提出過延長快閃記憶體之壽命的方案。此等方案中之被在上述計算示例中納入考量之一者為所謂之「快閃記憶體耗損均衡」。耗損均衡係用於延長各種可抹除之儲存介質、特別是快閃記憶體之壽命的技術。就此而言，理念在於安排資料，使得抹除操作以及重新寫入操作均勻地分佈在整個介質之範圍內。
另一可設想之用於延長快閃記憶體裝置之壽命的方案為使用SLC技術(「Single-Level Cell，單位階記憶體單元」)，即分別儲存有僅一位元的 記憶體單元。這不同於當前之高集成度技術，其通常使用MLC(「Multi-Level Cell，多位階記憶體單元」，每個記憶體單元兩個位元)或者TLC(「Triple-Level Cell，三位階記憶體單元」，每個記憶體單元三個位元)。使用SLC技術將使負荷能力顯著提昇，並且克服探討的機動車輛中之壽命問題，但較低的資料密度致使成本顯著提昇，故目前未將此方案納入考量。
此外，亦可將SD卡用作額外的儲存介質。然而，在機動車輛中增設SD卡插槽會造成額外的成本，並且需要專設的結構空間。此外，針對SD卡的記憶體存取時間遠低於嵌入式快閃記憶體。
還提出過，透過一存取監視器監視對快閃記憶體的記憶體存取，以便視情況而定提供控制干預以及/或者向使用者作出提示。然而事實表明，僅憑此種監視操作並不足以防止快閃記憶體之耗損，故在機動車輛之壽命內，用於機動車輛中之使用者介面的控制裝置可能失靈。
WO 2015/103 376 A1揭示過一種具有數個使用者介面操作區域的車輛。此公開案揭示過一種用於與車輛之使用者介面整合的電腦系統，其具有含至少一多核處理器的計算系統。此計算系統建構成為第一客體操作系統以及為第二客體操作系統提供虛擬化。此第一客體操作系統用於實現高度可靠的工作，其中虛擬化防止第二客體操作系統之措施影響第一客體操作系統之高度可靠的工作。
US 2017/0 021 839 A1揭示過用於汽車功能之算法控制的方法及系統。此系統包括包含超管理器的多核單晶片系統，此超管理器為單晶片系統上之複數個核心提供多核同步功能。
US 2017/0 039 084 A1係有關於建構為單晶片系統的高級駕駛輔助系統(ADAS)。超管理器能夠提供不同的虛擬機，其例如可包括ADAS伺服器、針對ADAS之至少安全關鍵功能的虛擬機、以及針對非關鍵安全功能的虛擬機。
本發明之目的在於，將與行駛操作相關的功能以及資訊娛樂功能整合在同一具有共用之快閃接入口的基於超管理器之系統中，此系統確保與行駛操作及機動車輛相關之功能在機動車輛之壽命範圍內的可用性。
為達成此目的，本發明提出，在本文開頭所述類型的控制裝置中，該快閃記憶體配置具有至少兩個能夠獨立運作、構成自有儲存區的快閃記憶體單元，其中該些快閃記憶體單元中之第一者包含該控制裝置之啟動所需之所有資料(特別是開機載入程式)、實現該超管理器的軟體資源、第一虛擬機之所有軟體資源(即其實現第一功能)、以及第二虛擬機之基礎架構軟體，特別是操作系統及操作系統之構架，而第二快閃記憶體單元則包含第二虛擬機之實現第二功能的應用軟體資源。
亦即，本發明提出一種控制系統，具體言之為共享式座艙/資訊娛樂控制系統，該控制系統具有一單晶片系統(System on a Chip，SoC)以及一快閃記憶體配置之兩個快閃記憶體單元，其分別與該單晶片系統連接。單晶片系統包括例如充當韌體的超管理器，其產生以及運行虛擬機，並且提供諸如主處理器(Main-CPU)、I/O等單晶片系統資源之虛擬化。此外，亦透過該超管理器控制第一及第二快閃記憶體單元之與虛擬機有關的虛擬化。
透過提供第一快閃記憶體單元以及第二快閃記憶體單元，實現可獨立存取之記憶體區段，其亦在工作中相互獨立，故透過將控制裝置所必需之記憶體資訊針對性地分佈，能夠實現一長壽命的快閃記憶體單元，其足以繼續運行控制裝置，並且提供一快閃記憶體單元，其存在更早失效之風險，但不會危及控制裝置整體之功能。故而提出，不僅將控制裝置之啟動所需之所有資料、特別是開機載入程式，亦將實現該超管理器的軟體資源，第一虛擬機之所有軟體資源， 以及第二虛擬機之基礎架構軟體、特別是操作系統及操作系統之構架，儲存在該第一快閃記憶體單元上。藉此不僅確保能夠啟動、超管理器生效以及提供該二虛擬機，亦確保可靠地提供第一虛擬機之所有第一功能，其特別是與機動車輛之行駛操作相關並且相應地需要滿足較高的可用性要求/安全性要求/穩固性要求/行駛就緒要求，而第二虛擬機之嚴重耗用快閃記憶體的應用軟體資源及其所需之資料則被設置在該第二快閃記憶體單元上。這表示，可任意地使用及耗用第二快閃記憶體單元，因為其損壞僅涉及特別是資訊娛樂之舒適功能，而機動車輛之通常必要的工作，尤其與行駛操作相關的、對於機動車輛之行駛而言不可或缺之功能，則仍可透過第一快閃記憶體單元實現。換言之，待儲存之資訊之劃分係如此選擇，使得無論第二快閃記憶體單元可用與否，該控制裝置皆能啟動及運行。
亦即，本發明特別是實現：允許實施符合較低要求的第二功能，其透過第二虛擬機之位於第二快閃記憶體單元中之應用軟體資源實現，儘管此等第二功能使快閃記憶體之負荷顯著增大，但不會對特別是機動車輛之工作所涉及或必需的、要求較高的第一功能造成負面影響，並且不致使第一功能之快閃記憶體單元遭遇較大的損壞風險。亦即，特別是可在諸如「Android Automotive」之開放式應用平台上實施資訊娛樂功能(包括資訊功能以及娛樂功能)，並且在同一計算平台上並行地實施與機動車輛之行駛操作對應的功能，而不對與機動車輛之行駛操作相關之第一功能的壽命造成負面影響，儘管無法避免針對資訊娛樂功能(第二功能)之快閃記憶體的損壞大幅提前，這例如因協力廠商之應用之特性、特定應用情況之性質以及/或者惡意應用之不當行為造成。
其中，根據本發明之較佳改進方案，安裝有本發明之控制裝置的機動車輛所對應的針對第一快閃記憶體單元中之功能的保固期，不同於並且長於針對第二快閃記憶體單元中之(特別是完整的)第二功能的保固期。舉例而言，針對第一快閃記憶體單元中之功能的保固期可等於整個機動車輛之保固期，而 第二快閃記憶體單元中之功能之保固期可更短，例如等於第二快閃記憶體單元之預期壽命。換言之，本發明實現一針對機動車輛的行銷方案，其中銷售保固期較其他車輛功能更短的資訊娛樂平台。就此而言需要指出，在將「Android Automotive」應用於第二虛擬機的情況下，即使此操作系統及其應用軟體資源不導致第二快閃記憶體單元損壞，由於Android硬體支援之保固期僅為數年，故機動車輛內之「Android Automotive」的壽命有限。
就此而言還需指出，例如可將Linux以及/或者QNX用作針對第一虛擬機的操作系統。一般而言，在本發明之範圍內，資訊娛樂涉及娛樂以及資訊提供。
在本發明之具體的技術方案中，該些快閃記憶體單元可作為獨立的快閃記憶體模組實現。亦即，在此情形下存在兩個獨立的結構單元，該二結構單元可分別包括自有的控制器以及自有的儲存區。一般而言需要注意的是，在本發明之範圍內顯然可考慮將快閃記憶體配置與單晶片系統整合建構，但亦可採用其他包含位於單晶片系統與(在此情形下獨立存在之)快閃記憶體單元之間的對應連接的技術方案。使用獨立的快閃記憶體模組的優點在於，最終可採用普遍有售的、現存的結構單元。
然而，在本發明之一改進方案中，該快閃記憶體配置之兩個快閃記憶體單元亦可在單獨一個快閃記憶體模組或單獨一個快閃記憶體結構單元中實現，其中，包括第一快閃記憶體區域及第二快閃記憶體區域的該第一快閃記憶體單元以及該第二快閃記憶體單元係在該一個快閃記憶體結構單元中實現，其中特別是設有兩個分別針對每個快閃記憶體區域的記憶體控制器，用以實現相互獨立之快閃記憶體單元。特別是亦可實現兩個獨立的快閃記憶體耗損均衡區域，一者針對該第一快閃記憶體區域且一者針對該第二快閃記憶體區域。
一般而言，該快閃記憶體配置之快閃記憶體單元可以採用基本眾 所周知之技術方案或標準，故快閃記憶體單元特別是可以通用快閃儲存(UFS，Universal Flash Storage)格式以及/或者作為固態磁碟(SSD，Solid State Disk)以及/或者作為嵌入式多媒體卡(eMMC，Embedded Multi Media Card)存在。
正是在機動車輛中之應用中，單晶片系統通常(除主處理器(Main CPU)以外)亦具有附加硬體模組，例如數位信號處理器(DSP)、圖形處理器(GPU)以及諸如此類。為了即使在第二快閃記憶體單元失靈的情況下，亦確保單晶片系統以及控制裝置之完全工作，根據本發明之一較佳改進方案，該第一快閃記憶體單元還包含用於操作該單晶片系統之至少一附加硬體模組的至少一軟體資源，特別是針對數位信號處理器及/或GPU。此類附加硬體模組通常亦被稱作「IPs」。
該些對應的軟體資源可至少部分地建構成在該至少一硬體模組上運行。藉此，即使在無第二快閃記憶體單元的情況下，亦繼續確保該單晶片系統之可運行性。
在本發明之較佳改進方案中，特別是在開機載入操作期間，該單晶片系統可建構成偵測該第二快閃記憶體單元之可用性，並且建構成在不可用的情況下實施至少一措施。如此偵測第二快閃記憶體單元之不可用性的有利之處在於，由於不再嘗試訪問第二快閃記憶體單元，避免未來因重新搜索第二快閃記憶體單元而造成的開機載入操作之延遲，並且確保控制裝置之無故障運行。相應地，措施可包括未來在開機載入過程中跳過可用性偵測，以及/或者第二虛擬機之重組態。此外，措施亦可包括向使用者作出提示。藉此確保穩定的無延遲的工作。
如前文所述，該些第二功能一般而言至少部分地包括與第一功能相比造成使用之快閃記憶體之更大耗損的功能，並且視情況而定包括其他第二功能。特定言之，製造商、即機動車輛之製造商已能夠提供通常亦稱作OEM軟 體或OEM應用的應用軟體資源，其中防止快閃記憶體的相應較為劇烈的耗損。這表示，原則上亦可透過該第一快閃記憶體單元實施此類第二功能，這使得製造商亦可靈活地將第二虛擬機之特定的OEM功能作為應用軟體資源儲存在第一快閃記憶體單元上，進而即使在第二快閃記憶體單元失靈的情況下亦保持此等功能之可用性。作為替代方案，亦可僅當該第二快閃記憶體單元失靈時，方將此類特定的應用軟體資源以及特定的第二功能儲存在該第一快閃記憶體單元上並提供。
相應地，根據本發明之一尤佳技術方案，在該第一快閃記憶體單元中，還保存有至少一由製造商提供之針對第二虛擬機的基礎軟體資源，以及/或者為該基礎軟體資源預留了儲存空間。在後一情形下，該基礎軟體資源最初設於該第二快閃記憶體單元中並在該處運行。換言之，這表示，即使在第二快閃記憶體單元失靈的情況下，OEM應用之特定基本配置、即至少一基礎軟體資源，仍保持可用，故歸屬於機動車輛之基本配置的特定資訊娛樂功能仍可供機動車輛之使用者使用。
相應地，該至少一基礎軟體資源可選自一群組，其包括：用於接收(以及用於播放)無線電台的無線電應用程式、媒體播放功能、以及針對至少一可耦合之行動式設備的投影模式功能。其中，就第二虛擬機之資訊娛樂用途而言可能預存於第二快閃記憶體單元上的、針對第二功能之應用軟體資源例如包括導航應用、串流應用、氣象服務、新聞服務以及/或者電話服務(電話應用)。視情況而定亦可將電話應用用作基礎軟體資源。其他僅應透過第二快閃記憶體單元使用的第二功能為協力廠商軟體資源，其例如由機動車輛之使用者安裝。
其中尤佳地，將投影模式功能用作基礎軟體資源。在諸如「Apple Car Play」以及「Android Auto」的投影模式(「Projection Mode」)中，在耦合之行動式設備上、例如在智慧型手機中，運行的應用軟體資源(「Apps」)能夠在機 動車輛之使用者介面上提供一操作界面，故可透過機動車輛之顯示裝置來顯示述及之應用軟體資源之資訊，以及/或者透過機動車輛之輸入構件進行使用者輸入。在第二快閃記憶體單元失靈的情況下，被繼續作為基礎軟體資源提供的投影模式為使用者實現某種後備解決方案，特定言之，機動車輛側失去的第二功能例如能夠透過該耦合的行動式設備繼續實現，進而被至少部分地被替代。
在此還需說明，如本文開頭所述那般，第一功能例如可指向車輛功能之操作或由使用者作出的控制，以及/或者機動車輛之狀態資訊之再現，以及/或者與行駛操作有關的機動車輛功能。第一功能例如可涉及儀錶盤/儀錶板之操作、組合儀錶之操作、警告指示之輸出、倒車攝影機之使用以及/或者空調設備之操作。
在本發明之一尤佳改進方案中，在為基礎軟體資源預留儲存空間、且單晶片系統建構成偵測第二快閃記憶體單元之可用性的情況下，該單晶片系統可在第二快閃記憶體單元不可用、並且為該至少一基礎軟體資源預留了儲存空間的情況下，建構成將該基礎軟體資源存入該預留的儲存空間。這意味著，尤其在控制裝置之啟動過程中，每當發現第二快閃記憶體單元不可用時，便將該至少一基礎軟體資源存入預留之儲存空間。在此，必要時可進行該第二虛擬機之重組態，從而亦能夠在新的儲存位置找到該基礎軟體資源。
就此而言尤佳地，在不為該至少一基礎軟體資源所需的情況下，仍能合理地使用該預留之儲存空間。據此，根據本發明之一具體的尤佳改進方案，該單晶片系統建構成將該預留之儲存空間用於待視需要而定覆寫的、特別是待由該第二虛擬機之儲存於第二快閃記憶體單元上之軟體資源使用的、由製造商提供之資料庫。換言之，可選地，可將該預留之儲存空間(Reserved Headroom)與該第一快閃記憶體單元上之其他內容疊加，例如製造商所控制之資料庫、例如導航資料庫及/或語音播報資料庫疊加，此等資料庫由不歸屬於該至少一基礎軟 體資源並且設於第二快閃記憶體單元上的OEM軟體資源使用。在該第二快閃記憶體單元停用後，在第一快閃記憶體單元上亦不再需要此等資料庫，故可毫無問題地透過該至少一基礎軟體資源將此等資料覆寫。藉此便能持續地利用該可用儲存空間，而不存在第一快閃記憶體單元過度耗損的風險，因為將該預留之儲存空間用於對快閃記憶體造成較小負荷的資料。
該單晶片系統還可建構成透過該機動車輛之無線介面、特別是行動無線電介面調閱該至少一基礎軟體資源。例如可透過行動無線電網路訪問製造商側之後端計算裝置、例如存在於網際網路中之伺服器，以便在機動車輛之正常行駛操作期間將該至少一基礎軟體資源存入該第一快閃記憶體單元。當然，亦可採用其他技術方案作為替代，例如在停留於維修中心中時，透過診斷接入口或維修中心接入口來進行存入。
在較佳改進方案中，該第一快閃記憶體單元還可包含針對至少一診斷功能及/或至少一組態功能及/或由製造商提供之資料庫及/或可信執行環境(TEE/Trust OS)的軟體資源。藉此，例如在與診斷接口連接時，該控制裝置亦能提供與機動車輛之組態或診斷相關的功能，例如在生產線末端處，或在之後探訪維修中心時。已述及由製造商提供之資料庫(OEM資料庫)，其例如可包括導航資料庫及/或語音播報資料庫，並且尤佳儲存在述及之預留的儲存空間中。
在本發明之一尤佳技術方案中，該單晶片系統可建構成將快閃記憶體耗損均衡應用於該快閃記憶體配置。藉此，透過將寫入或抹除存取儘可能均勻化，有助於進一步延長壽命。
除該控制裝置以外，本發明亦有關於一種機動車輛，具有至少一本發明之控制裝置。該控制裝置特別是為所謂之座艙控制裝置，其以第一虛擬機之形式提供與行駛操作相關之第一功能，並且以第二虛擬機之形式提供充當第二功能的資訊娛樂功能。與本發明之控制裝置相關的所有實施方案亦類似地適 用於本發明之機動車輛，故藉由該機動車輛亦能實現上述優點。
最後，本發明亦有關於一種操作針對機動車輛之使用者介面的控制裝置之方法，其中該控制裝置具有單晶片系統，該單晶片系統包含至少一主處理器以及可由該單晶片系統使用之快閃記憶體配置，其中該單晶片系統包括超管理器，其實現第一虛擬機以及第二虛擬機，其中該第一虛擬機建構成實施至少一特別是與機動車輛之行駛操作相關之第一功能，且該第二機器建構成實施至少一第二功能、特別是針對使用者的資訊娛樂功能，其中對該至少一第一功能的至少一可用性要求及/或安全性要求及/或穩固性要求及/或行駛就緒要求特別是高於該至少一第二功能，其特徵在於，該快閃記憶體配置具有至少兩個能夠獨立運作、構成自有儲存區的快閃記憶體單元，其中將該些快閃記憶體單元中之第一者用於該控制裝置之啟動所需之所有資料、特別是開機載入程式，還用於實現該超管理器的軟體資源，用於該第一虛擬機之所有軟體資源，以及用於該第二虛擬機之基礎架構軟體、特別是操作系統及操作系統之構架，而將該第二快閃記憶體單元用於第二虛擬機之應用軟體資源。就本發明之控制裝置以及本發明之機動車輛所作的所有說明亦適用於本發明之方法，故藉由此方法亦能實現上述優點。
其中在此還需說明，例如在採用「Android Automotive」或其他基於Unix之操作系統的情況下，該針對第二虛擬機的基礎架構軟體例如包括一核心及對應之構架，其提供特別是與圖形及/或音訊相關之其他服務。
1:控制裝置
2:單晶片系統
3:主處理器
4:附加硬體模組
5:數位信號處理器
6:GPU
7:快閃記憶體配置
8:第一快閃記憶體單元
9:第二快閃記憶體單元
10:超管理器
11:第一虛擬機
12:第二虛擬機
13:預留之儲存空間
14:機動車輛
15:組合儀錶
16:操作裝置
17:行動無線電介面
本發明之更多優點及細節參閱下文描述之實施例以及圖式。其中：[圖1]示出本發明之控制裝置之架構，以及[圖2]為本發明之機動車輛的原理圖。
圖1示出本發明之針對機動車輛之使用者介面的控制裝置1的架構，該控制裝置亦可稱作座艙HCP。控制裝置1包括單晶片系統2，其在此包括主處理器3(Main-CPU)。該單晶片系統還可包括附加硬體模組4，例如數位信號處理器5以及GPU 6。
控制裝置1還包括快閃記憶體配置7，其具有第一快閃記憶體單元8以及第二快閃記憶體單元9。快閃記憶體單元8、9係分別與單晶片系統2連接。在所示實施例中，快閃記憶體單元8、9二者皆建構為獨立之快閃記憶體模組、即獨立之結構單元；但亦可採用單獨一個快閃記憶體結構單元，其包含兩個相互獨立之快閃記憶體區域。
在工作中，透過超管理器10對單晶片系統2之資源以及快閃記憶體配置7之資源進行管理及虛擬化，在此用以實現第一虛擬機11以及第二虛擬機12。第一虛擬機11實施與機動車輛之行駛操作相關之第一功能，亦即，例如控制組合儀錶、輸出警告指示及諸如此類。特定言之，為實現機動車輛之行駛就緒，需要提供該些第一功能中之至少一部分。此等第一功能(座艙控制裝置之經典功能)在早期可用性、穩固性以及安全性方面具有高要求，並且為了實現機動車輛之行駛就緒，此等第一功能至少部分地係必需。
第二虛擬機12則實施充當第二功能的資訊娛樂功能，即與資訊輸出及/或娛樂相關之功能。該些第二功能之在早期可用性、穩固性以及安全性方面的要求顯著降低。實現機動車輛之行駛就緒並不需要此等第二功能。然而，尤其是作為第三方供應商軟體資源以及/或者在採用開放式操作系統的情況下，該些第二功能所包括之對快閃記憶體的存取數目、特別是抹除及寫入存取之數目可能大幅增加，這意味著，因第二功能中之至少一部分造成的快閃記憶體耗損遠 高於第一功能。造成此狀況的原因特別是亦在於，就第二虛擬機12而言，除由製造商提供之OEM軟體資源以外，使用者可以自行安裝應用軟體資源，例如可能帶來問題的第三方軟體資源。
然而，本發明之控制裝置可為該些第一功能及第二功能所共用，其中，提供的第一功能(以及若干透過基礎軟體資源提供之第二功能)所具備之壽命以及保固期可以遠長於可能帶來問題的第二功能。為此，相應地將快閃記憶體配置7劃分成可相互獨立運行的快閃記憶體單元8、9。
據此，在第一快閃記憶體單元8中儲存有下列要素：開機載入程式，針對超管理器10的軟體資源(特別是包括韌體)，用於操作附加硬體模組4的軟體資源(特別是亦包括韌體)，第一虛擬機11之所有軟體資源，第二虛擬機12之基礎架構軟體資源(在此特別是為核心以及操作系統之構架)，以及由製造商提供的位於專門預留之儲存空間13(還將對此作更詳細說明)中的資料庫，在此包括導航資料庫以及語音播報資料庫。在第二快閃記憶體單元9中儲存有所有應用軟體資源，包括由製造商提供的應用軟體資源(OEM)以及第三方供應商軟體資源，故而儲存有實現該些第二功能的所有應用軟體資源。
其中，在此儲存於第二快閃記憶體單元9中之第二功能(導航系統以及可能的媒體相關的軟體)亦訪問上述由製造商提供的位於預留之儲存空間13中的資料庫。
由於與控制裝置1之基本功能不相關的應用軟體資源位於快閃記憶體9中，不論快閃記憶體9可用與否，控制裝置1、特別是單晶片系統2皆能啟動及運行。然而，單晶片系統2在此亦建構成在開機載入操作期間偵測第二快閃記憶體單元9之可用性。若發現第二快閃記憶體單元9例如因損壞而不再可用(例如因第二功能中之至少一部分所造成之過久及過高的負荷導致)，則在此採取各種措施。一方面將第二快閃記憶體單元9標記為不再可用，使得未來不再發生將導 致開機載入操作減緩的偵測。此外還向使用者作出提示，其特別是描述資訊娛樂功能之限制。最後，在發現第二快閃記憶體單元9不可用的情況下，將針對第二虛擬機12的數個基礎軟體資源載入預留之儲存空間13，在此透過行動無線電網路以無線方式實現，即「空中傳輸(over the air)」。此等基礎軟體資源在此包括投影模式功能、用於接收無線電台的無線電應用程式以及媒體播放功能。透過該投影模式功能能夠為至少一可耦合之行動式設備、例如智慧型手機實施投影模式，藉此，例如作為對失去之第二功能的替代，透過機動車輛之使用者介面操作該耦合之行動式設備的「App」。換言之，用該些基礎軟體資源將位於第一快閃記憶體單元8之預留之儲存空間13中的不再需要的、由製造商提供之資料庫覆寫。
其中在此還需說明，亦可採用本發明之以下實施例：其中該至少一基礎軟體資源已保存在第一快閃記憶體單元8中，即固定地設於該處，而用於實現第二功能的其餘應用軟體資料則保存在第二快閃記憶體單元9中。
快閃記憶體單元8、9可以以UFS格式、作為SSD以及/或者eMMC存在。此外，在本發明之範圍內，可選地，在第一快閃記憶體單元8中還儲存有針對至少一診斷功能及/或至少一組態功能及/或可信執行環境的軟體資源。
然而，在任何情形下，即亦在此實施例中，單晶片系統2皆建構成將快閃記憶體耗損均衡應用於快閃記憶體配置7、即快閃記憶體單元8、9中之每一個。這表示，透過相應地控制快閃記憶體單元8、9，儘可能實現對各記憶體單元之均勻使用。
最後，圖2為本發明之機動車輛14的原理圖。在此，此機動車輛包括充當使用者介面之部件的組合儀錶15以及設於中央操縱台之區域內的操作裝置16，特別是包括觸控螢幕，其中兩個輸入/輸出構件15、16既可用於與行駛操作相關之功能(第一功能)，亦可用於資訊娛樂功能(第二功能)。為了控制至 少此使用者介面，機動車輛14具有本發明之控制裝置1。此外，此控制裝置亦與機動車輛14之行動無線電介面17連接，從而不僅能夠(特別是亦自網際網路)調閱各種資料、例如針對第二功能之串流資料以及諸如此類，亦能夠在第二快閃記憶體單元9失效的情況下，下載針對第二虛擬機12的基礎軟體資料並將其存入預留之儲存空間13。
1:控制裝置
2:單晶片系統
3:主處理器
4:附加硬體模組
5:數位信號處理器
6:GPU
7:快閃記憶體配置
8:第一快閃記憶體單元
9:第二快閃記憶體單元
10:超管理器
11:第一虛擬機
12:第二虛擬機
13:預留之儲存空間

Claims (12)

  1. 一種用於機動車輛(14)的使用者介面之控制裝置(1)，其具有單晶片系統(2)，該單晶片系統包含至少一主處理器(3)以及可由該單晶片系統(2)使用之快閃記憶體配置(7)，其中該單晶片系統(2)包括一超管理器(10)，該超管理器實現第一虛擬機(11)以及第二虛擬機(12)，其中該第一虛擬機(11)建構成實施特別是與機動車輛(14)之行駛操作相關的至少一第一功能，且該第二虛擬機(12)建構成實施至少一第二功能、特別是針對使用者的資訊娛樂功能，其中，對該至少一第一功能的至少一可用性要求及/或安全性要求及/或穩固性要求及/或行駛就緒要求特別是高於該至少一第二功能，其特徵在於，該快閃記憶體配置(7)具有至少兩個能夠獨立運作、構成自有儲存區的快閃記憶體單元(8，9)，其中該些快閃記憶體單元(8，9)中之第一者包含該控制裝置(1)之啟動所需之所有資料、特別是開機載入程式，實現該超管理器(10)的軟體資源，該第一虛擬機(11)之所有軟體資源，以及該第二虛擬機(12)之基礎架構軟體、特別是操作系統及操作系統之構架，而該些快閃記憶體單元中之第二者(9)則包含第二虛擬機(12)之實現該些第二功能的應用軟體資源。
  2. 如請求項1之控制裝置(1)，其特徵在於，該些快閃記憶體單元(8，9)係作為獨立的快閃記憶體模組實現，以及/或者以通用快閃儲存(UFS)格式以及/或者作為固態磁碟(SSD)以及/或者作為嵌入式多媒體卡(eMMC)存在。
  3. 如請求項1或2之控制裝置(1)，其特徵在於，該些快閃記憶體單元中之該第一者(8)還包含至少一用於操作該單晶片系 統(2)之至少一附加硬體模組(4)的軟體資源，特別是針對數位信號處理器(5)及/或GPU(6)。
  4. 如請求項1或2之控制裝置(1)，其特徵在於，特別是在開機載入操作期間，該單晶片系統(2)建構成偵測該些快閃記憶體單元中之該第二者(9)之可用性，以及建構成在不可用的情況下實施至少一措施。
  5. 如請求項1或2之控制裝置(1)，其特徵在於，在該些快閃記憶體單元(8)中之該第一者中，還儲存有至少一由製造商提供之針對該第二虛擬機(12)的基礎軟體資源，以及/或者為該基礎軟體資源預留有儲存空間(13)。
  6. 如請求項4之控制裝置(1)，其特徵在於，該單晶片系統(2)建構成在該些快閃記憶體單元中之該第二者(9)不可用並且為至少一基礎軟體資源預留了儲存空間(13)的情況下，將該至少一基礎軟體資源存入該預留之儲存空間(13)。
  7. 如請求項6之控制裝置(1)，其特徵在於，該單晶片系統(2)建構成將該預留之儲存空間(13)用於待視需要而定覆寫的、特別是待由該第二虛擬機(12)之儲存於該些快閃記憶體單元中之該第二者(9)上之應用軟體資源使用的、由製造商提供之資料庫，以及/或者建構成透過該機動車輛(14)之無線介面、特別是行動無線電介面(17)自動調閱該至少一基礎軟體資源。
  8. 如請求項5之控制裝置(1)，其特徵在於，該至少一基礎軟體資源係選自包括用於接收無線電台的無線電應用程式、媒體播放功能、以及針對至少一可耦合之行動式設備的投影模式功能的群組。
  9. 如請求項1或2之控制裝置(1)，其特徵在於，該些快閃記憶體單元中之該第一者(8)還包含針對至少一診斷功能及/或至少一組態功能及/或由製造商提供之資料庫及/或可信執行環境的軟體資源。
  10. 如請求項1或2之控制裝置(1)，其特徵在於，該單晶片系統(2)建構成將快閃記憶體耗損均衡應用於該快閃記憶體配置(7)。
  11. 一種機動車輛(14)，其具有至少一如請求項1至10中任一項之控制裝置(1)。
  12. 一種操作針對機動車輛(14)的使用者介面之控制裝置(1)的方法，該控制裝置具有單晶片系統(2)，該單晶片系統包含至少一主處理器(3)以及可由該單晶片系統(2)使用之快閃記憶體配置(7)，其中該單晶片系統(2)包括一超管理器(10)，該超管理器實現第一虛擬機(11)以及第二虛擬機(12)，其中該第一虛擬機(11)建構成實施特別是與機動車輛(14)之行駛操作相關的至少一第一功能，且該第二虛擬機(12)建構成實施至少一第二功能、特別是針對使用者的資訊娛樂功能，其中，對該至少一第一功能的至少一可用性要求及/或安全性要求及/或穩固性要求及/或行駛就緒要求特別是高於該至少一第二功能，其特徵在於， 該快閃記憶體配置(7)具有兩個能夠獨立運作、構成自有儲存區的快閃記憶體單元(8，9)，其中將該些快閃記憶體單元(8，9)中之第一者用於該控制裝置(1)之啟動所需之所有資料、特別是開機載入程式，實現該超管理器(10)的軟體資源，該第一虛擬機(11)之所有軟體資源，以及該第二虛擬機(12)之基礎架構軟體、特別是操作系統及操作系統之構架，而將該些快閃記憶體單元中之第二者(9)用於第二虛擬機(12)之應用軟體資源。
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