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[導(dǎo)讀]無論是新型的駕駛輔助系統(tǒng),還是數(shù)字式儀表、頂部娛樂設(shè)備等,都對車載計算能力要求很高。目前現(xiàn)有的車載CPU過于簡單,不能滿足日益高端的任務(wù)要求。因此,現(xiàn)在是更強(qiáng)大的處理器發(fā)揮作用的時代了。 與此同時,日益增

無論是新型的駕駛輔助系統(tǒng),還是數(shù)字式儀表、頂部娛樂設(shè)備等,都對車載計算能力要求很高。目前現(xiàn)有的車載CPU過于簡單,不能滿足日益高端的任務(wù)要求。因此,現(xiàn)在是更強(qiáng)大的處理器發(fā)揮作用的時代了。

與此同時,日益增長的硬件元件數(shù)量與汽車工業(yè)所希望的輕便和節(jié)能產(chǎn)生了矛盾。因此,高性能的多核處理器在汽車工業(yè)中越來越受歡迎。然而,為了能使多核處理器的潛能充分發(fā)揮,它們必須要與專用軟件相匹配。在這方面一個已經(jīng)被證明的成功例子就是虛擬化技術(shù)。

計算機(jī)中的多核處理系統(tǒng)

汽車制造者正在不斷尋找一種可以降低體積、重量和復(fù)雜度的車載硬件系統(tǒng),并且與此同時,這些系統(tǒng)需要提供越來越多的數(shù)字化功能。如何將這兩方面的發(fā)展趨勢結(jié)合起來,業(yè)已成為當(dāng)今汽車業(yè)最緊迫的挑戰(zhàn)之一。

目前,最合適解決上述方案的思路也許存在于數(shù)據(jù)處理和消費(fèi)類電子領(lǐng)域。在這些方面,日益增長的高性能、低成本、高集成度需求越來越多地與多核處理器結(jié)合起來。

<strong><strong>車載環(huán)境</strong></strong>趨向于多核化和虛擬化

車載環(huán)境趨向于多核化和虛擬化

一個多核處理器由包含多個處理單元(內(nèi)核)的芯片組成。最常見的多核處理器系統(tǒng)包括兩個或者四個內(nèi)核,因?yàn)檫@樣的架構(gòu)可以利用同一個存儲空間和外部設(shè)備(就像基于硬件的圖像加速架構(gòu)一樣)。

由于單核處理器的性能已經(jīng)達(dá)到它們的物理極限,因此多核處理器便應(yīng)運(yùn)而生?!霸黾右粋€系統(tǒng)性能的唯一方法不是最大化其單核的計算能力,而是在引入多個獨(dú)立內(nèi)核的前提下增加整體的處理能力?!?(Robert Hilbrich )

在消費(fèi)類電子領(lǐng)域,多核處理器系統(tǒng)隨處可見。越來越多的系統(tǒng)要求大量的計算能力,這些應(yīng)用包括,高分辨率的圖像、三維影像和視頻圖像接口,以及不斷增加的其他復(fù)雜應(yīng)用等。正因?yàn)榇?,多核處理器的發(fā)展在這些年受到了空前的關(guān)注。如今,幾乎所有的平板電腦和智能手機(jī)的架構(gòu)都是基于多核處理器設(shè)計的。

車載多核技術(shù)

由于終端消費(fèi)者現(xiàn)在已經(jīng)越來越熟悉消費(fèi)類電子中的應(yīng)用程序,因此汽車制造商需要向客戶提供同樣的功能。高端的駕駛輔助系統(tǒng)、數(shù)字式儀表、頂部娛樂設(shè)備都需要基于非常強(qiáng)大的處理器架構(gòu)來開發(fā)。

車載平臺的發(fā)展趨勢是應(yīng)用集成了多核處理器的系統(tǒng)芯片(SoC)方案。這種趨勢在未來可能會更加明顯?,F(xiàn)在,強(qiáng)大的計算能力,加上不斷增加的專用車載系統(tǒng)的開發(fā),使得汽車應(yīng)用領(lǐng)域有了新的發(fā)展方向。對于未來汽車來說,對現(xiàn)有架構(gòu)系統(tǒng)徹底變革的時代即將來臨。

因此,在汽車電子中應(yīng)用多核處理器是發(fā)展的必然趨勢。當(dāng)然,在硬件層面的變革也需要軟件方面的同步發(fā)展。為了能讓多核處理器架構(gòu)在未來的車載系統(tǒng)中工作得更加有效,這里有三個主要的因素需要考慮:

不同級別的應(yīng)用程序分立工作:不同的功能需要在不影響互相的前提下同步工作(也可以稱作并行工作)。如果某些應(yīng)用是關(guān)系到安全的關(guān)鍵功能,那么這些應(yīng)用應(yīng)該比其他非安全功能具有更高的優(yōu)先級,在確保這些應(yīng)用程序工作的情況下,其他應(yīng)用才能運(yùn)行。

多界面操作系統(tǒng)的支持和集成:由于不同的應(yīng)用在不同的操作系統(tǒng)中才能發(fā)揮最大的性能(例如,關(guān)鍵安全功能基于AUTOSAR系統(tǒng);車載娛樂功能基于GenIVI Linux系統(tǒng);用戶應(yīng)用程序基于Android系統(tǒng)等)。這些多核系統(tǒng)需要同時運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)。因此,車載系統(tǒng)最主要的考慮在于靈活性,以及運(yùn)行不同操作系統(tǒng)的能力。

有效利用系統(tǒng)芯片資源:不同的功能通常通過同一個專用系統(tǒng)資源來實(shí)現(xiàn)。在這方面的例子包括,針對不同集成功能的圖像加速器,通信信道的共享等。同時,有效的系統(tǒng)資源共享也需要軟件設(shè)計來配合。

作者:Stefaan Sonck Thiebaut and Matthias Gerlach, OpenSynergy
EDN編譯
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