智能座舱的影分身术:Hypervisor(二)

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本文分析了汽车电子需要的Hypervisor、Hypervisor方案的技术反思、Hypervisor技术使用的必要性以及Hypervisor对SoC的选择的影响。

接着智能座舱的影分身术:Hypervisor(一)的概念讲解,我们说明一下实际Hypervisor的进一步思考。

一、汽车电子需要什么样的Hypervisor

1. 安全要求

  • 虚拟机系统设计需要达到ASIL B的安全等级。
  • 硬件的系统隔离和安全系统。
  • 安全模式启动

服务质量保证的高优先级任务性能水平。

2. 功能要求

  • 多操作系统支持(Linux、Android、RTOS,QNX)
  • 具备多屏互动的高效解决方案
  • 图形图像加速的能力
  • 系统快速启动与优化
  • 启动画面显示显示
  • 软件硬件分离

3. 接口标准

  • 故障监视与诊断处理
  • 优先级和调度策略
  • 共享内存与进程间通信
  • 半虚拟化设备的标准接口
  • 透传的IO优化策略

二、Hypervisor方案的技术反思

我们对比一下各个Hypervisor厂商的宣传的技术的优势。

如果不考虑成本优势的话,在分布式电子电气架构下,Hypervisor厂商所宣传的虚拟化优势,都不是优势而是问题。

Hyperviosr技术在冗余算力调用,故障恢复方向有所成就,但是按汽车功能安全要求来说,原有的产品也是满足这些需求的。

三、一定要用Hypervisor技术吗

Hypervisor能省钱,灵活性上有所增强,是不是座舱一定要用Hypervisor技术?

回答:不一定。

拿Tesla Model3作一个例子,这个例子并不极端,在多个屏幕的状态下依然有效(由于不了解细节,我们这里的方案都是假想)。

智能座舱应用假设包含仪表、IVI、ADAS,显示输出一个屏幕。

在同样的成本条件下,我们有多处可行的解决方案:

  • 方案1:Linux虚拟机方案,运行多个虚拟化系统,由仪表管理GPU,统一输出到屏幕。
  • 方案2:单Linux方案,运行一个系统,保证ASIL B级别,单一输出。
  • 方案3:轻量级虚拟化,考虑方案2可能存在的问题,可以在操作系统层进行虚拟化,采用容器技术虚拟化,保证仪表、自动驾驶的资源优先保证。

针对低功耗需求、启动需求、电源管理需求单独考虑。

为什么依然推荐使用Hypervisor技术?

回答:

  • 软件硬分离带来的好处理。
  • 与世界的进程保持同步。

虽然某些情况下,不使用虚拟化技术我们一样能解决问题,为什么还推荐使用Hypervisor技术?

回答:

  1. Hypervisor带来的性能、资源的开销很小。
  2. Hypervisor对错误处理、故障处理带来的冗余。
  3. Hypervisor对硬件的隔离,有利用硬件的更新迭代。
  4. Hypervisor是行业发展的整体选择,独立开辟、维护一条技术协议栈终将落后,除非你象Tesla一样有创造力,有控制力,有克制力。

举个历史故事:

自动驾驶发展史上,人们最初希望通过对道路的改造,比如铺设磁铁,来完成车辆自动驾驶。

探索很多年之后,所有的尝试都失败了。直到深度学习的发展重新为人类指明了自动驾驶的发展方向。

如果当初有人选择了深度学习的方向,自动驾驶会更快的到来吗?

几乎不会,因为个体选择的进步要等待时代。同样,今天如果选择5G作为实现自动驾驶的核心,那也会完蛋。

座舱还是选择Hypervisor好,以后麻烦少。

四、Hypervisor对SoC的选择有什么影响

SoC的选择与Hypervisor的选择是互相影响的,因为不是所有的SoC对所有的虚拟机都作过优化。

由于Hypervisor方案涉及到CPU、GPU的虚拟化,半虚拟化解决方案涉及到对上层OS的修改,完全虚拟化涉及到各个CPU的资源分配调用。汽车领域使用虚拟化技术依然需要SoC厂商与Hypervisor厂商共同的支持来进行优化。

  • QNX支持IMX8系统、高通820A系列、SA6155/8155、瑞萨RCar系列;
  • Global Hypervisor支持TI J6、瑞萨RCar系列、Intel Apollo系统;
  • MTK、Autochips等公司都是基于Xen来完善与支持虚拟化技术。

当我们选择了SoC,或者选择了Hypervisor方案的时候,我们对另一部件的选择,甚至对上层OS采用QNX还是Linux其实也一样做出了选择。

 

作者:updatedb;公众号:强哥的面包屑  /  MyCrumbs。

本文由 @updatedb 原创发布于人人都是产品经理。未经许可,禁止转载

题图来自Unsplash,基于CC0协议

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  1. 作者做过hypervisor座舱与单独控制器的具体成本对比吗?例如研发费用及单件成本。

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