[发明专利]将虚拟化IO架构和汽车应用集成在ECU的方法及系统

说明书

本发明公开了一种将虚拟化IO架构和汽车应用集成在ECU的方法及系统，ECU包括：硬件架构和软件架构，硬件架构包括：至少一个芯片系统，至少一个芯片系统中的每个芯片系统包括：多处理器核以及用于与传感器或执行器进行接口的IO设备，软件架构包括：在至少一个具有多处理器核的芯片系统上运行的多核操作系统。本发明由虚拟化IO驱动软件和虚拟机监控器实现将虚拟化IO架构和汽车应用集成在ECU上，运行环境由ECU中的硬件架构和实时操作系统提供，并可被对称地部署在硬件架构的各个具有多处理器核的芯片系统上，使得安装在电子控制单元上的各个汽车应用能够共享电子控制单元上的传感器、执行器和其它IO设备。

技术领域

本发明涉及汽车电子技术领域，更具体的说，涉及一种将虚拟化IO架构和汽车应用集成在ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)的方法及系统。

背景技术

随着自动驾驶等汽车应用数量的日益增长，面向服务架构(Service-OrientedArchitecture，SOA)和域控制器对汽车电子电气架构提出了很多新的要求。为保证自动驾驶汽车的正常行驶，汽车嵌入式系统的软件架构需要满足这些新的要求，需要支持新应用的集成，用于集成的软件方法应该保证处理器各个核的协同工作、保证传感器和执行器的实时控制、保证各个汽车应用可以共享传感器执行器以及其它IO设备。

AUTOSAR架构作为汽车电子业界实施多年的标准架构，在涉及SOA通讯的电子控制单元(主要是计算层电子控制单元)上可以使用AdaptiveAUTOSAR框架和POSIX操作系统，而在涉及实时性要求很高的传感器、执行器控制的电子控制单元(例如底盘域的转向、制动等电子控制单元)上，通常使用经典AUTOSAR架构和AUTOSAR/OSEK操作系统，传感器、执行器和其它IO设备由基础软件(BSW)进行抽象和控制。

然而，无论是经典的AUTOSAR架构还是最新的AUTOSAR架构都有待完善(完善标准体系文件)和扩展(扩展架构接口)，以满足因汽车应用数量的增长、SOA和域控制器对汽车电子电气架构提出的新的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明公开一种将虚拟化IO架构和汽车应用集成在ECU的方法及系统，以能够保证多个汽车应用和基础软件在电子控制单元上集成的可靠性和实时性，使得安装在电子控制单元上的各个汽车应用能够共享电子控制单元上的传感器、执行器和其它IO设备。

一种将虚拟化IO架构和汽车应用集成在电子控制单元ECU的方法，所述ECU包括：硬件架构和软件架构，

所述硬件架构包括：至少一个芯片系统，至少一个所述芯片系统中的每个芯片系统包括：多处理器核以及用于与传感器或执行器进行接口的IO设备；

所述软件架构包括：在至少一个具有所述多处理器核的所述芯片系统上运行的多核操作系统，所述多核操作系统为运行在每个所述处理器核上的非对称多处理形式的实时操作系统所构成的操作系统；

将具有所述多处理器核的所述芯片系统中的一个处理器核作为主核，所述主核以外的处理器核作为从核，在所述主核上安装虚拟化IO驱动软件，在所述主核和每个所述从核上都安装一个虚拟机监控器软件，在每个所述虚拟机监控器软件上安装至少一个汽车应用，每个所述汽车应用包括：至少一个操作系统实体，每个所述汽车应用由所述汽车应用所处的处理器核上的实时操作系统进行汽车应用内部各个任务的调度，每个所述汽车应用通过所述汽车应用所处的处理器核上的虚拟机监控器软件读写IO设备。

可选的，还包括：所述汽车应用写IO设备的过程，具体包括：

获取第一汽车应用发送的写IO设备的写请求，记为第一写请求，以及获取存储请求事件的队列数据结构，记为第一队列数据结构；

基于所述第一写请求和所述第一队列数据结构，得到需要写入IO设备里的数据，记为第一写入数据，以及执行入队操作之后的队列数据，记为第一队列数据；