智能座艙的影分身術(shù):Hypervisor(二)
本文分析了汽車電子需要的Hypervisor、Hypervisor方案的技術(shù)反思、Hypervisor技術(shù)使用的必要性以及Hypervisor對(duì)SoC的選擇的影響。
接著智能座艙的影分身術(shù):Hypervisor(一)的概念講解,我們說(shuō)明一下實(shí)際Hypervisor的進(jìn)一步思考。
一、汽車電子需要什么樣的Hypervisor
1. 安全要求
- 虛擬機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要達(dá)到ASIL B的安全等級(jí)。
- 硬件的系統(tǒng)隔離和安全系統(tǒng)。
- 安全模式啟動(dòng)
服務(wù)質(zhì)量保證的高優(yōu)先級(jí)任務(wù)性能水平。
2. 功能要求
- 多操作系統(tǒng)支持(Linux、Android、RTOS,QNX)
- 具備多屏互動(dòng)的高效解決方案
- 圖形圖像加速的能力
- 系統(tǒng)快速啟動(dòng)與優(yōu)化
- 啟動(dòng)畫面顯示顯示
- 軟件硬件分離
3. 接口標(biāo)準(zhǔn)
- 故障監(jiān)視與診斷處理
- 優(yōu)先級(jí)和調(diào)度策略
- 共享內(nèi)存與進(jìn)程間通信
- 半虛擬化設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)接口
- 透?jìng)鞯腎O優(yōu)化策略
二、Hypervisor方案的技術(shù)反思
我們對(duì)比一下各個(gè)Hypervisor廠商的宣傳的技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。
如果不考慮成本優(yōu)勢(shì)的話,在分布式電子電氣架構(gòu)下,Hypervisor廠商所宣傳的虛擬化優(yōu)勢(shì),都不是優(yōu)勢(shì)而是問(wèn)題。
Hyperviosr技術(shù)在冗余算力調(diào)用,故障恢復(fù)方向有所成就,但是按汽車功能安全要求來(lái)說(shuō),原有的產(chǎn)品也是滿足這些需求的。
三、一定要用Hypervisor技術(shù)嗎
Hypervisor能省錢,靈活性上有所增強(qiáng),是不是座艙一定要用Hypervisor技術(shù)?
回答:不一定。
拿Tesla Model3作一個(gè)例子,這個(gè)例子并不極端,在多個(gè)屏幕的狀態(tài)下依然有效(由于不了解細(xì)節(jié),我們這里的方案都是假想)。
智能座艙應(yīng)用假設(shè)包含儀表、IVI、ADAS,顯示輸出一個(gè)屏幕。
在同樣的成本條件下,我們有多處可行的解決方案:
- 方案1:Linux虛擬機(jī)方案,運(yùn)行多個(gè)虛擬化系統(tǒng),由儀表管理GPU,統(tǒng)一輸出到屏幕。
- 方案2:單Linux方案,運(yùn)行一個(gè)系統(tǒng),保證ASIL B級(jí)別,單一輸出。
- 方案3:輕量級(jí)虛擬化,考慮方案2可能存在的問(wèn)題,可以在操作系統(tǒng)層進(jìn)行虛擬化,采用容器技術(shù)虛擬化,保證儀表、自動(dòng)駕駛的資源優(yōu)先保證。
針對(duì)低功耗需求、啟動(dòng)需求、電源管理需求單獨(dú)考慮。
為什么依然推薦使用Hypervisor技術(shù)?
回答:
- 軟件硬分離帶來(lái)的好處理。
- 與世界的進(jìn)程保持同步。
雖然某些情況下,不使用虛擬化技術(shù)我們一樣能解決問(wèn)題,為什么還推薦使用Hypervisor技術(shù)?
回答:
- Hypervisor帶來(lái)的性能、資源的開銷很小。
- Hypervisor對(duì)錯(cuò)誤處理、故障處理帶來(lái)的冗余。
- Hypervisor對(duì)硬件的隔離,有利用硬件的更新迭代。
- Hypervisor是行業(yè)發(fā)展的整體選擇,獨(dú)立開辟、維護(hù)一條技術(shù)協(xié)議棧終將落后,除非你象Tesla一樣有創(chuàng)造力,有控制力,有克制力。
舉個(gè)歷史故事:
自動(dòng)駕駛發(fā)展史上,人們最初希望通過(guò)對(duì)道路的改造,比如鋪設(shè)磁鐵,來(lái)完成車輛自動(dòng)駕駛。
探索很多年之后,所有的嘗試都失敗了。直到深度學(xué)習(xí)的發(fā)展重新為人類指明了自動(dòng)駕駛的發(fā)展方向。
如果當(dāng)初有人選擇了深度學(xué)習(xí)的方向,自動(dòng)駕駛會(huì)更快的到來(lái)嗎?
幾乎不會(huì),因?yàn)閭€(gè)體選擇的進(jìn)步要等待時(shí)代。同樣,今天如果選擇5G作為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的核心,那也會(huì)完蛋。
座艙還是選擇Hypervisor好,以后麻煩少。
四、Hypervisor對(duì)SoC的選擇有什么影響
SoC的選擇與Hypervisor的選擇是互相影響的,因?yàn)椴皇撬械腟oC對(duì)所有的虛擬機(jī)都作過(guò)優(yōu)化。
由于Hypervisor方案涉及到CPU、GPU的虛擬化,半虛擬化解決方案涉及到對(duì)上層OS的修改,完全虛擬化涉及到各個(gè)CPU的資源分配調(diào)用。汽車領(lǐng)域使用虛擬化技術(shù)依然需要SoC廠商與Hypervisor廠商共同的支持來(lái)進(jìn)行優(yōu)化。
- QNX支持IMX8系統(tǒng)、高通820A系列、SA6155/8155、瑞薩RCar系列;
- Global Hypervisor支持TI J6、瑞薩RCar系列、Intel Apollo系統(tǒng);
- MTK、Autochips等公司都是基于Xen來(lái)完善與支持虛擬化技術(shù)。
當(dāng)我們選擇了SoC,或者選擇了Hypervisor方案的時(shí)候,我們對(duì)另一部件的選擇,甚至對(duì)上層OS采用QNX還是Linux其實(shí)也一樣做出了選擇。
作者:updatedb;公眾號(hào):強(qiáng)哥的面包屑? /??MyCrumbs。
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作者做過(guò)hypervisor座艙與單獨(dú)控制器的具體成本對(duì)比嗎?例如研發(fā)費(fèi)用及單件成本。