[发明专利]基于环境隔离子系统的车载系统

说明书

本发明公开了一种基于环境隔离子系统的车载系统，包括运行时环境、工具链、目标平台。应用环境隔离的方式，提供类似WASM沙箱的运行时环境并移植到目标平台中。运行时环境核心部分，用于运行WASM应用和加载内置扩展库；将WASM模块解码格式化并将转换为内部表示形式，对内部指令序列进行类型检查；完成检查后对模块实例化然后调用。工具链将源代码生成出中间代码以及机器代码，并自动化的发布到运行这些代码的机器环境中，工具链按用途可以分为编译工具、部署工具和调试工具。本发明基于软件环境隔离技术，在保证多种车身应用分享计算资源的同时不会形成干扰；即使在单个应用失效情况下，其影响范围也仅需自身功能范畴以内。

技术领域

本发明属于车载系统电子电气架构技术领域，尤其涉及一种基于环境隔离子系统的车载系统。

背景技术

电子控制单元（Electronic Control Unit，ECU）是汽车电子系统中用来控制电气系统、电子系统及汽车子系统的嵌入式系统。

现代汽车使用各种各样的电子控制单元，如发动机控制器（ECM或ECU）、动力总成控制器（PCM）、传动系统控制器（TCM）、制动控制器（BCM或EBCM）、中央控制器（CCM）、中央计时器（CTM）、通用电子器（GEM）、车身控制器（BCM）、悬挂控制器（SCM）等。所有的系统组合在一起，有时候被称作车载电脑。技术上来讲，这不是单个计算机，而是很多个计算机组成的。有时一个组件包含几个单独的控制器，例如动力总成控制器通常包含发动机控制器及传动系统控制器。

随着汽车功能的不断增加，ECU的数量剧增，高端车型里的 ECU 平均达到 50-70个，个别车型ECU数量超过100，使得车辆的电子系统复杂度超出极限。同时，由于ECU 数量的激增，对汽车线束长度、传输速度等方面都有这更高的要求，这都将为汽车的研发、生产、安全等多方面带来挑战。

随之而来的是以域控制单元（Domain Control Unit，DCU）为核心的域集中架构被引入。即将汽车电子部件功能将整车划分为动力总成，智能座舱和自动驾驶等几个区域，利用处理能力更强的控制器芯片相对集中地控制每个域，以取代目前分布式电子电气架构。

域控制单元概念是由Bosch和Continental等一级供应商提出的，旨在解决信息安全和ECU开发瓶颈的问题。DCU具有强大的硬件计算能力和各种软件接口，可以使系统集成度更高，从而可以集成更多核心功能模块，从而降低对功能感知和执行硬件的要求。此外，用于数据交互的标准化接口帮助这些组件转变为标准组件，从而减少研发或制造方面的支出。换句话说，与外围部件仅扮演自己的角色不同，中央域控制单元着眼于整个系统。

在集中模式下可以有效改善ECU过多导致的研发、生成、安全等方面的诸多成本问题，但也会存在单点失效扩散风险大幅提高的问题。现行分布式架构的ECU天然存在一定的系统隔离效果，很大程度上可以抑制问题的扩散。

WebAssembly（WASM）是基于堆栈的虚拟机的二进制指令格式。WSAM被设计为编程语言可以生成的可移植编译目标对象，从而可以在Web上为客户端和服务器应用程序进行部署。其设计的初衷决定了其可以用做轻量级的环境隔离的沙箱系统。目前已经广泛应用在无服务器计算、区块链智能合约、边缘计算等领域。

WASM有着高效快捷的特性，其堆栈机被设计为以目标文件大小紧凑和加载时间高效的二进制格式进行编码。WASM旨在通过利用广泛平台上可用的通用硬件功能，以接近原生应用的速度执行。作为一种内存安全的沙盒执行环境，该环境甚至可以在现有JavaScript虚拟机内部实现。当嵌入到Web中时，WASM将强制执行浏览器的同源和权限安全策略。在移植到其他平台环境下也可以很方便的整合平台原有的安全策略。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于环境隔离子系统的车载系统，基于软件环境隔离技术，在保证多种车身应用分享计算资源的同时不会形成干扰；即使在单个应用失效情况下，其影响范围也仅需自身功能范畴以内。