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發(fā)布人:hejingfeng 時(shí)間:2024-10-14 來(lái)源:工程師 發(fā)布文章

往期回顧

AURIX?  TC4x  微控制器的并行處理單元(PPU)簡(jiǎn)介

AURIX? TC4x免費開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹

英飛凌新一代MCU AURIX?  TC4x 即將量產(chǎn)

緣起今生:英飛凌車(chē)規MCU全系支持Rust 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)

探索 AUTOSAR 與 英飛凌 AURIX? TC4x MCAL 解決方案-上


英飛凌的AURIX? TC4x微控制器家族是一個(gè)多核 (multi-core)系統并且增強支持虛擬化 (virtualization)功能和分區(partitioning)功能。它可以單獨在每個(gè)核上啟用/禁用虛擬化。并且MCAL軟件可以與這些構建在single core, multi-core 或者 virtualized cores上的應用程序無(wú)縫配合。


01

AURIX? TC4x MCAL的虛擬化

和分區功能


英飛凌為AURIX? TC4x微控制器家族提供完備的MCAL驅動(dòng)層,并且這些驅動(dòng)符合AUTOSAR R20-11(Memory drivers 滿(mǎn)足R20-11)標準。


AURIX? TC4x 的MCAL是具備滿(mǎn)足ASIL D安全等級的驅動(dòng)程序,并且增強對multi-core, virtualization, ASIL partitioning的支持,從而提供更大的靈活性,簡(jiǎn)化客戶(hù)的軟件分區和系統級安全論證。


02

AURIX? 的多核 、虛擬化和

分區的聯(lián)系


1


AURIX?在multi-core環(huán)境下的Partitioning (no virtualization):

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2


AURIX?在multi-core環(huán)境下的virtualization 以及Partitioning:


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AURIX? TC4x TriCore?1.8 針對

虛擬化的增強功能


TriCore?1.8增強了硬件對virtualization的支持,采用獨特的設計,針對virtualization應用所需的Hypervisor而配備的功能寄存器和特殊指令集,在確保安全前提下,能夠快速在Hypervisor 的VMx (VM: Virtual Machine) 間切換。


TriCore?1.8 每個(gè)core內部部署HRHV, HRA, HRB 三組虛擬機管理寄存器, 對VMx任務(wù)進(jìn)行管理,該策略支持虛擬機VMx之間的相互隔離和獨立運行。通常HRHV 用于管理VM0的Hypervisor 運行,HRA用于管理Real Time 虛擬機VM1運行,  而HRB 用于可配置的多達6個(gè)虛擬機VM2…7的運行管理。


04

AURIX? TC4x 的虛擬化分區

在MCAL中的應用案例


1


MCAL的應用案例 - monolithic software

圖片


在monolithic Software Stack的應用實(shí)例中, Software Stack作為一個(gè)不被分割的monolithic Software工作在單核上,包含一個(gè)獨立的MCAL代碼實(shí)例,所有的硬件資源都被分配給這個(gè)monolithic Software。


2


MCAL的應用案例 - multi-core

圖片


在multi-core應用實(shí)例中,software stack工作在多核上,software stack可能在每一個(gè)核上都有很多分區,并且為每個(gè)分區分配了不同的硬件資源,每個(gè)分區可以有不同的ASIL,這是單核實(shí)例的擴展,以支持多核系統。


3


MCAL的應用案例 - multiple SW stacks

圖片


在multiple software stack應用實(shí)例中,multiple software stacks (binaries)被分配到芯片的不同的執行單元上。每一個(gè)binary 內包含一個(gè)MCAL的實(shí)例,而且里面包含一些硬件資源被分配到分區當中。每一個(gè)binary是獨立的,自包含的,可運行在單核或多核上。


4


MCAL的應用案例 - single core with partitions

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在single core應用實(shí)例中,software stack工作在單核上,software stack可以包括多個(gè)分區。但是,MCAL軟件本身僅支持從單個(gè)分區執行。所有驅動(dòng)程序所需的硬件資源的所有實(shí)例都分配給該分區。


在MCAL軟件需要從single core上的不同分區進(jìn)行操作的情況下,例如不同分區位于不同ASIL的情況,“integration software”應為試圖執行MCAL的每個(gè)分區提供唯一標識符。MCAL允許“integration software”通過(guò)“configuration module and stub implementation for static source code”提供該標識符。如果沒(méi)有integration software的這種實(shí)現,MCAL軟件就無(wú)法在同一核的多個(gè)分區上運行。


5


MCAL的應用案例 - virtualized core

圖片


在virtualized core應用實(shí)例中,software stack工作在virtualized core上(VM1 to VM7), 這樣的配置使得應用實(shí)例可以支持多個(gè)分區運行在同一個(gè)physical core上,并且每個(gè)分區可以有不同的ASIL等級。這里每個(gè)virtualized core可以安排一個(gè)分區的一個(gè)物理核上,也可以安排最多7個(gè)分區(using VM1 to VM7) 在一個(gè)物理核上。


在MCAL軟件需要從一個(gè)virtualized core上的不同分區進(jìn)行操作的情況下,“integration software”應為試圖執行MCAL的每個(gè)partition提供唯一標識符。MCAL允許“integration software”通過(guò)“configuration module and stub implementation for static source code” 的方式提供該標識符。如果沒(méi)有integration software的這種實(shí)現,MCAL軟件就無(wú)法在同一核上的多個(gè)分區上運行。


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