高级车内系统的参考设计

图 1：参考设计概要。

多重操作系统架构

运行虚拟机的虚拟层是一种允许 Linux 和 Nucleus RTOS 在一个硬件平台上同时运行的简洁方式。每个操作系统在一个专用的虚拟机上运行并共享 AXSB 平台上可用的硬件资源。不同操作域间的通信可以利用 RPMsg 协议用一种可控制的方法进行，这样应用软件之间就可以共享一些数据。也可以通过设定权限来管理资源、拒绝对某些系统功能的访问。这样在信息娱乐系统中可能安装或下载了不可信或未认证的应用软件时就可以进行某种程度的隔离。

开机顺序也经过了仔细考虑。通常车上的 CAN总线通信应该在 50ms 内激活，但同时还要求信息娱乐和驾驶员信息模块要快速完成初始化。在这个参考设计中，基于 AUTOSAR 的 CAN 通信栈在 Renesas V850 MCU 上完成初始化，与 J6 多核 CPU 同时运行。RPMsg 通信引擎快速启动，以便在域间传送早期的交通状态（图2）。


图2：单个系统芯片(SoC)上的多域启动架构。

构建信息娱乐系统

概念验证参考设计包括了一些功能样例，包括软件无线电台调谐器、后视摄像头输入、多媒体视频和音频播放器和车内系统功能，如 HVAC（暖通空调）控制和胎压监测系统。胎压监测仪所涉及到的功能具有代表性，它的数据源来自汽车远端的某一部分，低压或轮胎完全没气时，相关信息必须优先通过 CAN 总线发送并立即显示在驾驶员信息屏上。因为设定了显示优先次序，警示屏幕覆盖了默认的信息娱乐主页屏幕。 利用 CAN 信息生成器（ETAS BusMaster 模拟器）对该系统进行了测试，见图3。


图 3：利用ETAS BusMaster 生成 CAN通信量测试参考设计。

调整开机顺序还用到了其它几种工具，包括 Mentor Graphics XSe XSTrace 和 Mentor Graphics Sourcery Analyzer。通过监测初始化和开机顺序，驾驶员和进程可以重新排序并节约宝贵的时间。开机优化是一个迭代的过程，不重要的系统任务和进程会被及时地移出，为重要的汽车功能更早地出现让路。

为确保 DIM 的帧刷新率达到60帧/s或更快还使用了图形-性能微调工具。为确保车内信息娱乐 (IVI) 和 DIM 模块在关键时刻收到图形带宽，GPU（图形处理器）共享架构包括了负载平衡和资源优化。这一进程涉及 GENIVI Wayland 元件、Open GLES2 参与的多层调谐，以及用于显示屏幕图像的专有显示工具层。对屏幕分辨率和性能之间的权衡进行分析，从而保证可视性较高、性能优于说明书。

最终得到的是一个我们认为符合现有市场趋势的概念设计，并且在当今竞争激烈的汽车市场上它可能具有节省时间和开发周期的潜力。

结论

在当今快速发展的汽车电子市场上，从头开始设计已经不可取 -- 它在研究上花费很多年的时间才能找到正确的解决方案。利用预先建立的参考设计概念，设计者可以选择一些困难的性能和整合问题得到解决的节点作为设计起点，在此基础上加入他们自己的IP（知识产权）和最终的定制要求，从而缩短上市时间并搭载用户直接可用的功能来满足当前市场的需求。