汽車自動化要求不蹲提高,硬件虛擬化成為必然
傳統(tǒng)汽車制造商似乎還沒有意識到車載操作系統(tǒng)重要性,它能在未來商業(yè)模式中節(jié)省資金,同時也可以解決自動駕駛問題,ADAS問題和安全問題以及所有其他電氣化問題。
計算平臺在硬件層實現(xiàn)多處理器整合的同時,打破了傳統(tǒng)汽車電子架構中基于總線和網(wǎng)關的物理保護屏障,使得不同安全級別的應用共享計算能力,在軟件層基于自動駕駛操作系統(tǒng)系統(tǒng)軟件運行具有不同功能安全及信息安全等級和實時性要求的應用軟件。保證差異化功能安全和信息安全要求的同時滿 足性能要求是自動駕駛操作系統(tǒng)系統(tǒng)軟件設計的關鍵。
特斯拉在互聯(lián)汽車的功能方面發(fā)揮了重要作用,可以使用iPhone打開汽車,檢查汽車,查看汽車中的攝像頭,一般情況下,兩臺不同的計算機,無法將相機連接到該手機上,它觀看視頻。然而,特斯拉計算機執(zhí)行攝像頭系統(tǒng),與其他任何設備都可以形成通信,這就是操作系統(tǒng)的意義。
硬件虛擬化旨在解決這些問題!凹僭O你有一個GPU,但是它具有多個客戶端操作系統(tǒng)-基本上是多個受保護的工作負載,它們可以占據(jù)一定比例的GPU,可以將其完全放在硬件中,以使開銷降至最低,這與人們近來在CPU上所做的事情類似,一種基于時間切片的系統(tǒng)。使用基于軟件的規(guī)則來調度不同的工作負載并相互保護!
Cadence解決方案營銷高級組總監(jiān)Frank Schirrmeister指出,鑒于汽車行業(yè)正在重新考慮數(shù)據(jù)總線,因此虛擬化在當前的汽車中尤其重要。“虛擬化非常重要,尤其是在汽車中,您會遇到分區(qū)架構以及如何放置的情況。您確實需要小心,將關鍵方面與次要方面分開,例如音頻和視頻,后者對自動駕駛很重要!
在自動駕駛汽車中,具有許多不同的分布式處理器,但并不是每個處理器都專用于特定功能。在許多情況下,這被視為冗余的一種方式,從而增加了重量和成本。但是這種方法也限制了自動駕駛汽車所需的故障轉移系統(tǒng)的功能。
每個提供商都將為該特定處理器提供操作系統(tǒng)和應用程序,隨著系統(tǒng)復雜程度的提高,所需的計算能力被集中在一臺集中式計算機中。這些處理器被要求放在一起,同時又要互不干擾分開工作,不同的安全等級往往會帶來很大的難度。通過虛擬化的方法,可以創(chuàng)建分配任務的錯覺,將每個任務分開,如果某個特定任務由于軟件故障而失敗,那么其他所有任務都將不受影響。軟件虛擬化是分隔不同軟件系統(tǒng)并降低總體硬件成本的有效方法。
國外Imagination公司利用內置的硬件虛擬化功能,實現(xiàn)服務與應用程序的完全隔離,以確保在系統(tǒng)被入侵或數(shù)據(jù)毀損的情況下仍能保持安全,此平臺最多能同時支持八個應用程序或服務運行在各自獨立的容器中,汽車 OEM 廠商能任意部署并移除服務,完全不會影響其他同時運行的服務。汽車 OEM 廠商可以根據(jù)圖形或運算應用程序優(yōu)先設計其系統(tǒng),以滿足車道偏離警示、盲點偵測、以及全景環(huán)繞等 ADAS 功能。其他任務,像是信息娛樂系統(tǒng)和儀表板顯示,能在第二個 SPU 上運行,利用優(yōu)先級機制來達到系統(tǒng)的性能目標。
汽車虛擬化面臨的挑戰(zhàn)
目前,用于汽車應用的處理器內核發(fā)展緩慢。為了支持虛擬化,需要附加硬件功能,結合更多的軟件層,這使得整體驗證和功能安全合規(guī)性更加復雜。同時,如果沒有標準化解決方案(例如汽車專用操作系統(tǒng)),該問題將變得更加困難。操作系統(tǒng)的任務是處理這個領域中許多獨特的安全性和復雜性要求,但是要與專用操作系統(tǒng)相比,實現(xiàn)這一點要困難得多。
汽車是世界上唯一沒有自己的操作系統(tǒng)的大批量消費設備。INTEGRITY和QNX是最著名的以汽車為中心的操作系統(tǒng)。還有汽車級的Linux版本,這是Linux的簡化版本,所有這些都可以在虛擬系統(tǒng)中運行。Linux和Android之類的產(chǎn)品都經(jīng)過了一定程度的測試,但是它們仍然是開源的,不能完全保證它們沒有錯誤。
同時,汽車開發(fā)過程中要求將ISO26262覆蓋在汽車開發(fā)的V模型上。在開發(fā)周期的每個階段,甚至都要解決一些沒有出現(xiàn)在開發(fā)工具中的開發(fā)步驟,并且這些步驟必須是可追溯和可測試的,虛擬化在這里也可以發(fā)揮作用。
汽車OEM廠商們正在努力磨練其軟件專業(yè)知識,解決以硬件為中心的思維方式。 虛擬化,數(shù)字化和數(shù)字雙胞胎確實可以為他們提供幫助,滿足在物理上無法驗證真實硬件上的所有內容。測試從設計到驗證都是斷開的,使用數(shù)字孿生和虛擬化的抽象是幫助他們突破障礙的一種方法。如果他們在整個過程中都接受這一點,將可以極大地加快和改善更多自動駕駛汽車的開發(fā)過程。
實習生招聘
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英特爾中國研究院 Autonomous System Lab
招聘:軟件/算法開發(fā) 實習生(1名)
工作內容:
從交通視頻中提取場景信息。協(xié)助研究院完成相關的算法開發(fā),軟件開發(fā)測試,操作界面設計等等工作。
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