汽车电子座舱系统SOC硬件虚拟化蔚然成风

　　从近两年的情况来看，自动驾驶已成为整个科技圈最“火”的关键词，从谷歌、特斯拉等首发厂商到英特尔、苹果以及三星等后起之秀，自动驾驶领域的玩家已经越来越多，而竞争也逐渐走向白热化阶段。不过，短期来看，L4、L5级别的自动驾驶仍难以实现商用，当下“智能化”仍将会是汽车电子领域竞争的主场，且在众多车用半导体厂商的持续发力下，基于SoC处理器的硬件虚拟化、Cockpit系统整合以及“Infotainment+ADAS”的融合也日益成为当下汽车座舱SoC领域新的发展趋势。

　　Cockpit系统现整合趋势 SoC硬件虚拟化功不可没

　　如今，计算机数字化技术已日趋成熟，同时也极大的推动了其他领域数字化的发展，汽车当然也不例外。近些年，车载显示、安全以及娱乐系统的数字化程度正不断增强，汽车由“功能化”走向“智能化”趋势明显。但这也相应的对整车厂商提出了更高的要求，面对日趋复杂的车载电子软硬件系统时，整车厂商往往需要涉及多个控制器和软件解决方案，来针对不同的屏幕及系统进行分区管理，这极大的增加了整体的管理成本，同时也带来了更多新的难题。

　　在这种新需求的驱使下，英特尔、恩智浦以及伟世通等汽车电子解决方案领域的一些领先厂商也开始进行了一些新的改变，以应对下一代座舱系统提出的挑战。今年4月份，英特尔联合东软展示了基于英特尔凌动车载处理器Apollo Lake的全新一代C4-Alfus座舱系统，实现了高度整合的多屏互动;而伟世通也于4月份的上海车展期间，正式推出其智能座舱电子整合方案SmartCore，实现了对座舱电子系统的高度集成，极大降低了车厂对座舱系统的配置和应用成本;而汽车半导体领域的巨头恩智浦也已经开发出利用多核SoC来整合座舱系统并实现多屏联动的技术，通过多核SoC来实现各控制域之间信息图像的高速无缝通信，提高了信息交互效率、操控安全性以及用户体验，目前也已经开始提供样片。

恩智浦半导体市场经理翟骁曙

　　恩智浦半导体市场经理翟骁曙在接受《华强电子》采访时表示:“从当前的主流发展趋势来看，基于单一SoC的电子座舱系统(eCockpit)拥有着巨大的发展潜力和市场空间，其背后的驱动力不单有巨大成本节省的因素，同时也包含有能够更加紧密地整合多个汽车座舱子功能 (HUD、虚拟仪表、信息娱乐与后座娱乐等) 的原因。”

　　而为了尽可能地实现各个子功能之间既能有机整合又能够相互区隔 (在异常情况下互不影响), 基于硬件的虚拟化是现阶段的主要解决方案，翟骁曙进一步表示，因为通过现有的虚拟化方案，各个操作系统之间可以实现区隔化运行，同时各系统所具有的不同特性就能够相对完美地满足不同子功能的特殊应用需求。不过，尽管硬件虚拟化方案的优势诸多，但也由于系统结构的复杂化以及不同子功能对于安全性、可靠性要求的差异性也成为了当前系统工程领域的一大重要挑战。

德州仪器(TI)中国区嵌入式产品系统与应用总监蒋宏

　　事实上，与我们所熟知的PC领域基于软件的虚拟化不同，汽车领域的硬件虚拟化方案在系统安全性及可靠性等诸多方面都有了大幅提升。德州仪器(TI)中国区嵌入式产品系统与应用总监蒋宏在接受本刊采访时表示，“在过去，虚拟化方案主要是沿用PC基于软件的虚拟机模式，通过在已有操作系统上不断的加载新的虚拟机，从而达到一机同时控制多个系统的目的。不过，由于是主要基于软件，因此其相应的系统代码数量也会随着虚拟机的增加成指数倍的增加，系统出错几率也成倍提升，而对于主打安全性的汽车来讲是非常不可靠的，这也是过去英特尔在该领域一直没有做出实用产品的主要原因。而当前的硬件虚拟化，业内也是等到ARM Cortex-A15架构正式出现之后才真正开始意识到基于硬件方案的诸多优势。而现在，基于ARM Cortex-A15架构下实现的硬件虚拟化，每个系统都会有相对应的芯片内核来进行控制，就不会造成软件系统的相互堆叠，极大的减少了系统代码的编译量，因此整个系统的出错几率非常小，进而保证了整个汽车系统的安全和可靠性，并降低了成本，这也是硬件虚拟化技术越来越流行的主要原因。”

　　不过，针对硬件虚拟化的技术方案，各大厂商的路线也迥然不同。而恩智浦就采用了基于ARM Cortex架构的多核方案，通过Cortex-A72、Cortex-A5、Cortex-A35以及Cortex-M4等多种ARM架构的混合搭配，实现基于硬件虚拟化的高效多屏幕支持和系统处理。对此，翟骁曙表示:“就恩智浦的选择而言，我们认为以硬件虚拟化为支撑的多操作系统方案是解决现阶段汽车电子座舱领域多方面技术挑战(包括系统安全性以及可靠性等)最为现实的技术方案。恩智浦也针对性的在目前已经提供样片的i.MX8的架构设计中做了许多特别的安排，这不仅帮助客户进一步降低了产品研发难度及成本，同时也加快产品的上市时间。截止目前，我们的i.MX8项目推进势头强劲，已经在中国、美国、欧洲和日本市场都已经有了实质性的进展。”

　　蒋宏也进一步表示:“目前，能够实现硬件虚拟化操作的SoC芯片功能都十分强大，从我们自己的Jacinto 6系列处理器来看，我们在基于ARM架构的基础上，通过集成一些ARM Cortex-M4以及TI自己的DSP架构来实现多核异构的技术方案，这是我们的一大特色。其具体的优势体现在很多方面，首先，它能够实现单个SoC系统上多操作系统并行的功能，且这些操作系统可以是多个Linux、多个Android或者多个Linux与Android相互混合的系统;其次，由于Jacinto 6这一代，我们主要采用了ARM Cortex-15架构并配合ARM一些新的更底层的超级指令集来做，实现了每个隔离域之间在软硬件资源上的共享，极大的增加了系统的灵活性;最后，我们通过在物理层级上的域隔离，实现各个系统之间的相互独立并互不影响，而且也实现了更多的交互机制，比如相互隔离的物理域之间可以独占一部分资源或是共享其他域的资源，全面提升了系统的安全性和资源的利用效率。”（责编：振鹏）

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