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高級車(chē)內系統的參考設計

作者： 時(shí)間：2016-12-16 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏



圖 1：參考設計概要。

多重操作系統架構

運行虛擬機的虛擬層是一種允許 Linux 和 Nucleus RTOS 在一個(gè)硬件平臺上同時(shí)運行的簡(jiǎn)潔方式。每個(gè)操作系統在一個(gè)專(zhuān)用的虛擬機上運行并共享 AXSB 平臺上可用的硬件資源。不同操作域間的通信可以利用 RPMsg 協(xié)議用一種可控制的方法進(jìn)行，這樣應用軟件之間就可以共享一些數據。也可以通過(guò)設定權限來(lái)管理資源、拒絕對某些系統功能的訪(fǎng)問(wèn)。這樣在信息娛樂(lè )系統中可能安裝或下載了不可信或未認證的應用軟件時(shí)就可以進(jìn)行某種程度的隔離。

開(kāi)機順序也經(jīng)過(guò)了仔細考慮。通常車(chē)上的 CAN總線(xiàn)通信應該在 50ms 內激活，但同時(shí)還要求信息娛樂(lè )和駕駛員信息模塊要快速完成初始化。在這個(gè)參考設計中，基于 AUTOSAR 的 CAN 通信棧在 Renesas V850 MCU 上完成初始化，與 J6 多核 CPU 同時(shí)運行。RPMsg 通信引擎快速啟動(dòng)，以便在域間傳送早期的交通狀態(tài)（圖2）。


圖2：?jiǎn)蝹€(gè)系統芯片(SoC)上的多域啟動(dòng)架構。

構建信息娛樂(lè )系統

概念驗證參考設計包括了一些功能樣例，包括軟件無(wú)線(xiàn)電臺調諧器、后視攝像頭輸入、多媒體視頻和音頻播放器和車(chē)內系統功能，如 HVAC（暖通空調）控制和胎壓監測系統。胎壓監測儀所涉及到的功能具有代表性，它的數據源來(lái)自汽車(chē)遠端的某一部分，低壓或輪胎完全沒(méi)氣時(shí)，相關(guān)信息必須優(yōu)先通過(guò) CAN 總線(xiàn)發(fā)送并立即顯示在駕駛員信息屏上。因為設定了顯示優(yōu)先次序，警示屏幕覆蓋了默認的信息娛樂(lè )主頁(yè)屏幕。 利用 CAN 信息生成器（ETAS BusMaster 模擬器）對該系統進(jìn)行了測試，見(jiàn)圖3。


圖 3：利用ETAS BusMaster 生成 CAN通信量測試參考設計。

調整開(kāi)機順序還用到了其它幾種工具，包括 Mentor Graphics XSe XSTrace 和 Mentor Graphics Sourcery Analyzer。通過(guò)監測初始化和開(kāi)機順序，駕駛員和進(jìn)程可以重新排序并節約寶貴的時(shí)間。開(kāi)機優(yōu)化是一個(gè)迭代的過(guò)程，不重要的系統任務(wù)和進(jìn)程會(huì )被及時(shí)地移出，為重要的汽車(chē)功能更早地出現讓路。

為確保 DIM 的幀刷新率達到60幀/s或更快還使用了圖形-性能微調工具。為確保車(chē)內信息娛樂(lè ) (IVI) 和 DIM 模塊在關(guān)鍵時(shí)刻收到圖形帶寬，GPU（圖形處理器）共享架構包括了負載平衡和資源優(yōu)化。這一進(jìn)程涉及 GENIVI Wayland 元件、Open GLES2 參與的多層調諧，以及用于顯示屏幕圖像的專(zhuān)有顯示工具層。對屏幕分辨率和性能之間的權衡進(jìn)行分析，從而保證可視性較高、性能優(yōu)于說(shuō)明書(shū)。

最終得到的是一個(gè)我們認為符合現有市場(chǎng)趨勢的概念設計，并且在當今競爭激烈的汽車(chē)市場(chǎng)上它可能具有節省時(shí)間和開(kāi)發(fā)周期的潛力。

結論

在當今快速發(fā)展的汽車(chē)電子市場(chǎng)上，從頭開(kāi)始設計已經(jīng)不可取 -- 它在研究上花費很多年的時(shí)間才能找到正確的解決方案。利用預先建立的參考設計概念，設計者可以選擇一些困難的性能和整合問(wèn)題得到解決的節點(diǎn)作為設計起點(diǎn)，在此基礎上加入他們自己的IP（知識產(chǎn)權）和最終的定制要求，從而縮短上市時(shí)間并搭載用戶(hù)直接可用的功能來(lái)滿(mǎn)足當前市場(chǎng)的需求。
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