专利名称：一种采用虚拟机和双系统的车载信息平台的制作方法
技术领域：
本发明涉及车载电子领域，尤其涉及一种采用虚拟机和双系统的车载信息平台。
背景技术：
车载信息平台用于集成承载车辆多功能辅助设施与系统，传统的车载信息平台加载了 GPS导航、收音机、蓝牙装置、DVD播放、音乐播放器及倒车视频等车辆状态显示装置，但是随着科技技术的发展，用户对产品的人性化、自动化、智能化要求越来越高，未来要求的车载信息平台集成了全图形数字化仪表、车辆导航、车载多媒体影音、整车状态显示、安防辅助驾驶、无线通信、网络办公、智能交通辅助驾驶和远程故障诊断等，由此可见，车载信息平台的智能化是未来发展的重点。虽然目前越来越多的车载信息平台逐步增加智能控制功能，但车辆的车身控制模块基本是独立的系统，独立的车身控制模块在整车控制策略中固定，且功能简单、升级维护困难。为实现控制功能和人机交互功能，车载信息平台需要两套独立的设备，需要设计两套独立的安装结构。设备间通讯采用外设通讯，在增加成本的同时，也存在通讯效率低，可靠性差的缺点，并且对于车辆信息基本显示的简单功能上，主机厂需要向外开放保密要求非常高的车载通讯协议。一种可用的技术方案是:采用基于实时操作系统和图形界面操作系统的双系统架构，使用两个独立的处理器芯片，每个芯片中使用单独的操作系统，系统间通过外设通讯总线进行通讯。这种方案只是从安装空间和硬件本体角度做了一定程度的优化，由于使用独立的硬件模块，仍存在接口的冗余，并且其系统间通讯采用外设通讯，依旧存在较高的成本、通讯效率低和可靠性差的缺点，也没有解决主机厂保密的问题。
发明内容
本发明为克服上述的不足之处，目的在于提供一种采用虚拟机和双系统的车载信息平台，通过虚拟化技术可以使单芯片硬件设计实现车载智能控制和人机交互多重功能，在提供完善的功能的同时，又满足较高的可靠性、安全性、实时性、灵活性的要求，使硬件处理单元设计最简化，最大化地降低了生产成本和安装空间要求，同时解决了主机厂保密要求的问题和后期各类扩展兼容问题。本发明是通过以下技术方案达到上述目的:一种采用虚拟机和双系统的车载信息平台，包括:虚拟机、硬件平台、车辆数字化模型组件；所述虚拟机采用微内核，控制运行实时任务操作系统和人机交互操作系统两个分区；所述硬件平台包括:主控模块、显控模块、电源板、外部接口，显控模块包括:显示器、触摸屏、按键板；所述虚拟机接收硬件平台发送的网络消息，及车辆数字化模型组件上传的实时车辆信息，执行进程任务实现车载智能控制和人机交互多重功能；电源板与主控模块连接，主控模块与显控模块连接，外部接口与主控模块连接，所述电源板提供电源供主控模块工作，主控模块接收通过外部接口发送的信息，并显示在显示器上，触摸屏与按键板将信号反馈至主控模块。
作为优选，所述车辆数字化模块组件包括:数字化组件管理单元、车辆数字化模型单元、车辆数字化组件服务端、车辆数字化组件客户端；所述车辆数字化组件客户端接收智能控制应用指令后经车辆数字化组件服务端发送至数字化组件管理单元，车辆数字化模型单元与数字化组件管理单元连接并对车辆状态封装映射成一个数字化模型，实时更新车辆状态并保持数字化模型与实际车辆状态的同步。作为优选，所述硬件平台有无线通信模块，能够与互联网进行通信，获取位置信
肩、O作为优选，所述数字化组件管理单元通过CAN总线控制车身控制模块工作。本发明的有益效果在于:本发明的车载信息平台基于虚拟化双系统架构和车辆数字化模型组件，通过虚拟化技术可以使单芯片硬件设计实现车载智能控制和人机交互多重功能，降低硬件设计复杂度和生产成本；使用微内核IPC通讯实现系统间通讯，提供了系统通讯安全效率和可靠性；使用标准化的接口，封装了具体的车辆底层通讯接口和协议，既提供了有效的保密机制，又达到开放式灵活性的应用。
图1是本发明实施例的虚拟化方案示意图；图2是本发明实施例硬件平台的原理框图；图3是本发明实施例硬件平台的电路模块示意图；图4是本发明实施例软件系统架构示意图及车辆数字化模块组件子模块分布图；图5是本发明实施例开车灯的信号流程图。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此:实施例1:一种采用虚拟机和双系统的车载信息平台，包括:虚拟机、硬件平台、车辆数字化模型组件，所述硬件平台包括:主控模块、显控模块、电源板、外部接口、无线通信模块，显控模块包括:显示器、触摸屏、按键板；所述车辆数字化模块组件包括:数字化组件管理单元、车辆数字化模型单元、车辆数字化组件服务端、车辆数字化组件客户端。本发明实施例的虚拟化方案如图1所示，包括嵌入式硬件平台、Bootloader、微内核、虚拟化的RT0S、虚拟化的人机交互OS，车辆数字化模型组件。其中微内核为基于L4驱动模型微内核，为运行RTOS和人机交互OS双系统运行提供必要的机制，如IPC通信、地址空间、进程调度，RTOS使用符合汽车电子的开发系统及接口标准的OSEK操作系统。图2是本发明实施例嵌入式硬件平台的原理框架图，电源板与主控模块连接，主控模块与外部接口、显控模块、无线通信模块连接，其中，电源板为主控模块提供5V的直流电压，实现车载终端的过压保护、短路保护、ACC输入控制等功能；显示器通过LVDS与主控模块连接，触摸屏通过I2C或SPI与主控模块连接，按键板设计为Android系统标准按键及车载应用专属按键与主控模块连接；外部接口与车载终端连接，其中电源接口输入10-16V的电源电压供电源板转换。图3是图2的具体实施电路图，其中:
处理器模块:采用佐臻公司ATCN081JS集成模块，该模块将CPU 0MAP4460、电源管理TWL6032及时钟等辅助电路集成于一个模块中。电源芯片TWL6032内部集成充电模块的高效率电源管理芯片，集成5个开关电源、11个LD0，与TWL6030类似，TWL6032所有配置也可通过I2C控制。0MAP4460自带4路UART接口，已经被周边的外设占用，而技术协议规定的3路RS232、I路RS485只能通过USB接口来实现，具体设计是利用FTDI公司的FT4232H芯片，完成USB到UART的数据转化。FT4232H具有I路USB转4路UART的功能，所扩展的UART通过不同的收发器实现RS232和RS485，能够满足设计要求。WLAN/BT/GPS/FM模块:佐臻公司的 WG7500 模块为 WLAN/BT/GPS/FM 4 合 I 模块，内部由Ti公司WL1281及相关辅助电路构建，支持WLAN 802.11 b/g/n,Bluetooth 4.0+EDR、FM及GPS功能，其数据控制接口 SD10、SP1、PCM等可与0MAP4460无缝连接。CVBS输入:0MAP4460集成了 CSI1/CCP2和CPI视频输入接口，由于TI官方驱动未明确支持CPI接口，为降低设计风险，结合现有设计资源，采取CPI/CSI1接口可切换的冗余设计方案。采用ADV7189视频解码芯片将CVBS信号解码为并行YUV数字信号，通过SN65LVDS315转换为CSIl信号接入0MAP4460或将YUV信号直接接入CPI并行接口。IXD显控模块:采用Ti的DS90CR287将数字RGB转化为LVDS，保证数据格式符合液晶输入要求；在触控方面，ARM直接通过采用I2C接口对触摸屏进行触摸控制。3G模块:主要包括3G卡和SM卡两个部分，采用业内成熟的解决方案，在板上预留miniPCIe扩展接口和标准SM接口。采用通用的miniPCIe形式3G卡(如中兴MF210、华为EM770W等)，利于系统扩展。CAN 总线 Microchip MCP2515 CAN 总线控制器，可通过 SPI 接口与 0MAP4460 通信，支持CAN2.0Α/Β协议，最高速率IMb/s。MCP2515通过周立功的CTM8250收发器接入外部CAN网络，该收发器具备隔离功能。车辆数字化模型组件由4部分组成子模块组成:数字化组件管理单元、车辆数字化模型单元、车辆数字化组件服务端、车辆数字化组件客户端，图4是本发明实施例软件系统架构示意图及车辆数字化模块组件各子模块分布示意图，图中车辆数字化组件客户端安装于智能控制应用端，用于作为处理智能控制应用RPC车辆控制接口的客户端；车辆数字化组件服务端作为智能控制应用RPC车辆控制接口的服务端，位于车辆数字化模型端所在系统的RTE层，并为数字化组件管理单元处理同步等问题；车辆数字化模型单元将实际的所有车辆状态封装映射成的一个数字化模型，并由VDCMU实时更新维护并保持与实际车辆状态同步；数字化组件管理单元位于RT0S，接受车载网络数据并保持与实际车辆同步状态的同时，封装车辆各控制部件的控制接口及提供车辆控制安全策略管理数据。本实施例的智能控制应用的信息交互如图5所示，并以车灯控制为例说明:用户通过触摸屏或按键板输入控制打开大灯，控制信号在Android操作系统的车辆数字化组件客户端远程调用传递给RTOS的车辆数字化组件服务端，车辆数字化组件服务端通过车辆控制接口将信号传递给数字化组件管理单元，并通过BSW层服务，通过CAN总线与BCMU通信，将控制指令传递给车灯控制模块，车灯控制模块通过继电器控制车灯打开。本发明是一个高度集成化的智能控制和信息交互中心，它一方面联接车内的整车一体化控制系统、主动安全控制系统，进行统一的访问，将车载信息网络融为一体，另一方面通过高速无线网络，实现车网互联，融入功能强大的智能交通系统和后台云服务，还提供了高效的智能人机交互接口，将车、人、网三者紧密结合在一起，提供一个安全、畅行、智能化、信息化的行车环境。以上的所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本发明的保护范围。
权利要求
1.一种采用虚拟机和双系统的车载信息平台，其特征在于包括:虚拟机、硬件平台、车辆数字化模型组件；所述虚拟机采用微内核，控制运行实时任务操作系统和人机交互操作系统两个分区；所述硬件平台包括:主控模块、显控模块、电源板、外部接口，显控模块包括:显示器、触摸屏、按键板；所述虚拟机接收硬件平台发送的网络消息，及车辆数字化模型组件上传的实时车辆信息，执行进程任务实现车载智能控制和人机交互多重功能；电源板与主控模块连接，主控模块与显控模块连接，外部接口与主控模块连接，所述电源板提供电源供主控模块工作，主控模块接收通过外部接口发送的信息，并显示在显示器上，触摸屏与按键板将信号反馈至主控模块。
2.根据权利要求1所述的一种采用虚拟机和双系统的车载信息平台，其特征在于，所述车辆数字化模块组件包括:数字化组件管理单元、车辆数字化模型单元、车辆数字化组件服务端、车辆数字化组件客户端；所述车辆数字化组件客户端接收智能控制应用指令后经车辆数字化组件服务端发送至数字化组件管理单元，车辆数字化模型单元与数字化组件管理单元连接并对车辆状态封装映射成一个数字化模型，实时更新车辆状态并保持数字化模型与实际车辆状态的同步。
3.根据权利要求1所述的一种采用虚拟机和双系统的车载信息平台，其特征在于，所述硬件平台有无线通信模块，能够与互联网进行通信，获取位置信息。
4.根据权利要求3所述的一种采用虚拟机和双系统的车载信息平台，其特征在于，所述数字化组件管理单元通过CAN总线控制车身控制模块工作。
全文摘要
本发明涉及车载电子领域，尤其涉及一种采用虚拟机和双系统的车载信息平台，包括虚拟机、硬件平台、车辆数字化模型组件；所述虚拟机采用微内核，控制运行实时任务操作系统和人机交互操作系统两个分区；所述硬件平台包括主控模块、显控模块、电源板、外部接口，显控模块包括显示器、触摸屏、按键板。本发明的有益效果在于车载信息平台基于虚拟化双系统架构和车辆数字化模型组件，通过虚拟化技术可以使单芯片硬件设计实现车载智能控制和人机交互多重功能，降低硬件设计复杂度和生产成本；使用微内核IPC通讯实现系统间通讯，提供了系统通讯安全效率和可靠性；使用标准化的接口，既提供了有效的保密机制，又达到开放式灵活性的应用。
文档编号G05B19/418GK103116329SQ20131000304
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月4日 优先权日2013年1月4日
发明者卢朝洪, 唐岳东, 何崇中, 李巍 申请人:浙江海康集团有限公司