基于NXP iMX8QM 汽车仪表+车载娱乐双作业系统解决方案

在汽车产业不断的发展下,新型汽车都有一个可使用地图、娱乐和其他功能的资讯面板(所谓的车载娱乐系统)。另一方面,数位仪表板也正在取代传统汽车的仪表板。
现阶段,每个车商所开发数位仪表板与车载娱乐系统,都是由两套独立的芯片系统所完成设计。一套芯片系统负责数位仪表板,另一套芯片系统负责车载娱乐系统。例如:数位仪表板系统可以由i.mx6Q的芯片实现。i.mx6Q的芯片周边必需有独立的电源系统,储存装置,记忆体芯片,再搭配许多的传输界面(如CAN-FD,LIN,Ethernet..)来达到数位仪表板所需的功能。车载娱乐系统可以由i.mx6QP的芯片实现。i.mx6QP的芯片周边也必需有独立的电源系统,储存装置,记忆体芯片,再搭配多媒体界面(如WIFI,BT,USB..)来达到车载娱乐多媒体所需的功能。在这样的架构之下,开发商的所开发的系统就会变得复杂,成本也会居高不下。由上面的例子来看,在两套系统中的"电源系统,储存装置,记忆体芯片"就会使用到两套。
双芯片双系统架构

因此,在基于单芯片之下独立进行双系统的方案就油然而生。这样一来可以开发上节省成本。单芯片系统中,只需要一套的"电源系统,储存装置,记忆体芯片"。基于单芯片之下独立进行双系统,一个系统负责数位仪表板,一个系统负责车载娱乐。应用说明如下:I.MX8QM芯片内部有4个Cortex-A53核芯,2个Cortex-A72核芯,2个Cortex-M4F核芯与2个GC700+的绘图核芯。

1. 规划将2个Cortex-A72核芯,1个GC700+的绘图核芯与1个Cortex-M4F核芯:执行LINUX作业系统,并在LINUX系统上执行数位仪表板的功能。
将I.MX8QM芯片大部分的 IO 接口分配给数位仪表板(如: CAN/LIN BUS, Ethernet, ...)。
数位仪表板在车子需要强大的安全机制。I.MX8QM可以透过Cortex-M4F核芯来完成系统错误回复机制,让驾驶者不至于恐慌。Cortex-M4F核芯也可以用来加速数位仪表板的开机。

2 规划将4个Cortex-A53核芯,1个GC700+的绘图核芯与1个Cortex-M4F核芯:执行Android Auto作业系统,并在Android Auto系统上执行车载娱乐的功能。
将I.MX8QM芯片中多媒体的 IO 接口分配给数位仪表板(如: USB, SD Card, WIFI/BT, HDMI..)。
单芯片双系统
以下为I.MX8QM芯片在单芯片架构执行双系统展示影片:



另外,由于I.MX8QM芯片是最新世代的芯片,通过了ISO26262与ASIL-B在车用市场上的认证。
由于通果这些认证,更能确保I.MX8QM芯片在车用系统上的安全等级。

1. 提供灵活快速的启动机制:I.MX8QM芯片内含Cortex-M4F核芯,灵活使用Cortex-M4F核芯达到快速启动。
快速启动机制
2. 提供显示屏故障转移功能:I.MX8QM芯片内含Cortex-M4F核芯,当Cortex-A 核芯或GPU显示核芯发生问题时,系统将使用Cortex-M4F核芯启动简易显示功能。让驾驶者随时掌握驾驶机讯(油耗,时速..)。
并将重启Cortex-A 核芯或GPU显示核芯,让其能正常工作,启动华丽3D显示功能。
显示屏故障转移功能

基于NXP i.MX8QM的软体架构支援如下:
1. 完整的基于LINUX的YCOTO作业系统的BSP,提供客户快速开发。 随时更新至新的版本(Linux L4.9.88~Linux 4.14.62~Linux 4.14.78...)
2. 完整的ANDROID作业系统的BSP,提供客户快速开发。 随时更新至新的版本(Android N7.1.2-~Android O8.1.0...)
3. 完整的ANDROID AUTO作业系统的BSP,提供客户快速开发。随时更新至新的版本(Android AUTO O8.1.0-~Android AUTOP9.0.0...)
4. 针对QNX作业系统,协助客户快速开发。
5. 另外基于双系统的架构之下,可以提供虚拟机管理程序(Hypervisor) 让客户允许在同一硬件上运行多个全功能的操作系统。提供隔离,管理程序。  在这里,我们所提供的虚拟机管理程序为"XEN"

XEN虚拟机管理程序的好处如下:
它可以让所有的作业系统同时运行在单一芯片的硬体架构上,而且作业系统间为独立运行不相互影响。


XEN虚拟机管理程序(Xen®Hypervisor)
•Xen是一种开源的类型1或裸机虚拟机管理程序,可以在一台计算机(或主机)上并行运行多个操作系统实例或实际上不同的操作系统。
•Xen用作许多不同商业和开源应用程序的基础,例如:服务器虚拟化,基础架构即服务(IaaS),桌面虚拟化,安全应用程序,嵌入式和硬件设备。
•Xen使用户能够提高服务器利用率,整合服务器场,降低复杂性并降低总体拥有成本。



场景应用图

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产品实体图

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