廣東中興新支點(diǎn)嵌入式操作系統(tǒng)車載電子應(yīng)用方案

1、廣東中興新支點(diǎn)技術(shù)有限公司廣東中興新支點(diǎn)嵌入式操作系統(tǒng)車載信息系統(tǒng)應(yīng)用方案一、概述車載信息系統(tǒng)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星定位、通訊、控制等技術(shù)來(lái)提供安全、環(huán)保及舒適性功能和服務(wù)的汽車電子設(shè)備，它是智能汽車的組成部分，也叫汽車電子裝置。車載信息系統(tǒng)包括汽車電腦、智能導(dǎo)航儀、行車記錄儀、車載多媒體等等。車載信息系統(tǒng)有4個(gè)層面，從高到低依次是客戶層、服務(wù)層、通訊層和車載層。從以上描述可以看出，現(xiàn)代車載信息系統(tǒng)是一個(gè)集用戶交互、通信、控制、多媒體功能的綜合體。由于產(chǎn)品也屬于消費(fèi)品電子領(lǐng)域，希望盡快的發(fā)布可用版本以占領(lǐng)市場(chǎng)。其對(duì)可靠性有著極高的要求，需要一個(gè)成熟穩(wěn)定的平臺(tái)運(yùn)行。廣東中興新支點(diǎn)車載信息系統(tǒng)應(yīng)用方案

2、能有效的對(duì)以上需求形成支撐，并在產(chǎn)品化的過(guò)程中深度和廠家合作，幫助客戶進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。二、方案介紹 廣東中興新支點(diǎn)技術(shù)有限公司車載系統(tǒng)應(yīng)用方案包括了對(duì)硬件的各類驅(qū)動(dòng)，嵌入式linux內(nèi)核，以及相關(guān)集成中間件，如車內(nèi)數(shù)據(jù)搜集支撐系統(tǒng)，界面庫(kù)，多媒體庫(kù)和各類互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議，支持客戶進(jìn)行快速產(chǎn)品化開(kāi)發(fā)，并提供了多種工具以提高開(kāi)發(fā)效率:圖1：廣東中興新支點(diǎn)嵌入式操作系統(tǒng)車載信息系統(tǒng)框圖1. 通信系統(tǒng)廣東中興新支點(diǎn)技術(shù)有限公司車載系統(tǒng)方案基于廣東中興新支點(diǎn)自研的嵌入式操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)是我司根據(jù)開(kāi)源Linux系統(tǒng)改造的一個(gè)系統(tǒng)，接口完全兼容Linux系統(tǒng)。使得整個(gè)信息系統(tǒng)的互通互聯(lián)變得簡(jiǎn)單方便，得益于Lin

3、ux內(nèi)核的設(shè)計(jì)和開(kāi)放性，使得此解決方案能低成本的支持各類通信方案，如WIFI，3G，4G，可以高效方便的將車載系統(tǒng)連入互聯(lián)網(wǎng)。2. 界面顯示廣東中興新支點(diǎn)技術(shù)有限公司車載系統(tǒng)方案還提供了界面顯示支撐，新支點(diǎn)嵌入式圖形庫(kù)能有效支持OPENGL，2D3D圖形渲染，支持觸摸屏幕，在保證顯示效果的同時(shí)保證運(yùn)行效率。提供高效的編程接口幫助客戶快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。3. 車載數(shù)據(jù)搜集系統(tǒng)車上有大量的ECU(Electronic Control Unit)，分布在車身各處，信息通過(guò)總線搜集，ECU和車載信息系統(tǒng)之間的通信就顯得尤為重要。廣東中興新支點(diǎn)技術(shù)有限公司車載系統(tǒng)方案還包括了可靠的通信系統(tǒng)，保證ECU和車載

4、信息系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)正常通信，保證客戶在系統(tǒng)中能實(shí)時(shí)獲取到車輛各個(gè)組件的狀態(tài)信息，以對(duì)車況進(jìn)行全面的了解。4. 車載導(dǎo)航系統(tǒng)車載信息系統(tǒng)一個(gè)很重要的應(yīng)用就是導(dǎo)航，廣東中興新支點(diǎn)技術(shù)有限公司提供的車載方案能很好的支持凱立德，高德地圖，支持GPS定位，更強(qiáng)的實(shí)時(shí)位置顯示特性，保證顯示的精準(zhǔn)。5. 車載娛樂(lè)系統(tǒng)在硬解碼支持的情況下支持各種格式的多媒體文件播放，如MP3,APE，MKV,AVI等，結(jié)合通信系統(tǒng)在車載娛樂(lè)中可以有更多的選擇和實(shí)時(shí)播放。廣東中興新支點(diǎn)技術(shù)有限公司車載系統(tǒng)應(yīng)用方案支持多種芯片的硬件加速，并在界面系統(tǒng)中提供觸摸式的操作界面，方便客戶進(jìn)行各類操作。圖2：廣東中興新支點(diǎn)自研的系統(tǒng) 圖

5、2是廣東中興新支點(diǎn)自研的的嵌入式操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)根據(jù)需要可以延伸到嵌入式的各個(gè)行業(yè)，包括車載行業(yè)、電視機(jī)頂盒行業(yè)、電力行業(yè)等。圖3 廣東中興新支點(diǎn)自研系統(tǒng)在車載娛樂(lè)中應(yīng)用圖3是廣東中興新支點(diǎn)自研系統(tǒng)延伸到的車載行業(yè)的一款產(chǎn)品，該產(chǎn)品的主要功能包括車載導(dǎo)航、車載娛樂(lè)、汽車狀態(tài)監(jiān)聽(tīng)等。三、成功案例介紹該案例是以上方案的其中一個(gè)應(yīng)用案例，該案例硬件主要采用了飛思卡爾的IMX.6的方案，軟件采用了廣東中興新支點(diǎn)的嵌入式操作系統(tǒng)的車載電子應(yīng)用方案。該案例主要分兩部分組成：硬件方案；軟件方案。1. 硬件方案硬件平臺(tái)主要采用了飛思卡爾的“SABRE汽車娛樂(lè)解決方案”，具體方案的框圖如下： 圖4

6、SABRE汽車娛樂(lè)解決方案該方案采用的處理器為飛思卡爾公司的I.MX6，該處理器主要應(yīng)用在汽車、娛樂(lè)、多媒體手機(jī)、游戲機(jī)和醫(yī)療電子和工業(yè)等行業(yè)。該硬件平臺(tái)的特點(diǎn)如下：應(yīng)用處理器：該處理器通過(guò)滿足操作系統(tǒng)和游戲不斷增加的MIPS需求，增強(qiáng)了高層次便攜式應(yīng)用程序的功能。飛思卡爾的動(dòng)態(tài)電壓與頻率縮放（DVFS）顯著降低了功耗，使設(shè)備在更低的電壓和頻率時(shí)，能夠具有足夠的MIPS來(lái)完成任務(wù)，例如音頻解碼。智能加速技術(shù)：該處理器的電源管理貫穿整個(gè)IC，豐富了多媒體的功能和外圍設(shè)備，使其在主動(dòng)和各種低功耗模式時(shí)的功耗較小。技術(shù)使設(shè)計(jì)人員可以設(shè)計(jì)功能豐富的產(chǎn)品，其要求的功率比預(yù)期低得多。動(dòng)態(tài)電壓和頻率縮放：該

7、處理器通過(guò)縮放電壓和頻率提高了功效，優(yōu)化了性能。強(qiáng)大的多媒體：每個(gè)處理器的多媒體性能得到增強(qiáng)（通過(guò)多級(jí)緩存系統(tǒng)，NEONMPE（媒體處理器引擎）協(xié)處理器，以及一個(gè)可編程的智能DMA（SDMA）控制器）。強(qiáng)大的圖形加速：每個(gè)處理器具有三個(gè)獨(dú)立的，集成圖形處理單元，2DBLit引擎，一個(gè)2D圖形加速器和專用的OpenVG1.1加速器。接口的靈活性：該平臺(tái)支持連接到多種接口，包括LCD控制器、CAN總線、音頻接口、PCIE接口、CMOS傳感器接口（并口）、高速USB（PHY）、高速USB主機(jī)PHY、多個(gè)擴(kuò)展卡端口（高速M(fèi)MC/SDIO主機(jī)及其他），10/100 Mbps以太網(wǎng)控制器，以及其他各種流行

8、的接口（如UART、I2C和I2S串行音頻）。電子紙顯示控制器：該處理器集成了一個(gè)EPD控制器以支持E-INK（彩色和黑白），在刷新率為106Hz時(shí)，其最高分辨率為2048×1536，在刷新率為20Hz和5位灰度級(jí)時(shí)，其分辨率為4096×4096（每色信道32-levels）。先進(jìn)的安全性：該平臺(tái)提供了基于硬件的安全功能，實(shí)現(xiàn)了安全的電子商務(wù)、數(shù)字版權(quán)管理（DRM）、信息加密、安全啟動(dòng)和安全的軟件下載。集成的電源管理：該平臺(tái)集成了線性穩(wěn)壓器，并在內(nèi)部生成所有的電壓等級(jí)用于不同的域，顯著簡(jiǎn)化了系統(tǒng)電源管理架構(gòu)。2. 軟件方案該案例軟件方案是廣東中興新支點(diǎn)嵌入式操作系統(tǒng)車載信息

9、系統(tǒng)方案的基礎(chǔ)上實(shí)例化的。該軟件方案主要由5部分組成：Linux Kernel、System Control、Libraries & Utilities、Multimedia、Graphics。Linux Kernel是直接和硬件接觸的一層，是系統(tǒng)的核心，用于驅(qū)動(dòng)硬件，同時(shí)為上層應(yīng)用提供支持。System Control主要是系統(tǒng)的基本應(yīng)用，包括藍(lán)牙、DHCP、日志管理系統(tǒng)等。Libraries & Utilities這部分主要是通用系統(tǒng)庫(kù)和工具，包括libc、busybox等。Multimedia媒體的庫(kù)，這是多媒體的主要庫(kù)，這部分主要包括視頻、音頻庫(kù)，這也是車載娛樂(lè)的主要庫(kù)

10、。Graphics圖形庫(kù)，為上層提供GUI的接口。圖5：車載娛樂(lè)設(shè)備四、產(chǎn)品組件介紹通過(guò)對(duì)通信，界面，多媒體，導(dǎo)航，控制等子系統(tǒng)的集成，新支點(diǎn)幫助客戶進(jìn)行快速的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品化，并在其過(guò)程中提供充分的工具，以提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效率。中興新支點(diǎn)利用其在linux系統(tǒng)上長(zhǎng)期的產(chǎn)品化開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行技術(shù)支持，幫助客戶快速解決開(kāi)發(fā)中遇到的難題，降低開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。 依據(jù)其長(zhǎng)期產(chǎn)品化的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，中興新支點(diǎn)提供了一個(gè)穩(wěn)定可靠的內(nèi)核，提供了驗(yàn)證和優(yōu)化的二進(jìn)制工具鏈和多種有效組件幫助客戶開(kāi)發(fā)，一般產(chǎn)品研發(fā)有經(jīng)過(guò)的預(yù)研，開(kāi)發(fā)，調(diào)試，測(cè)試，調(diào)優(yōu)和維護(hù)，新支點(diǎn)的車載電子支撐方案都有覆蓋，如在開(kāi)發(fā)后期需要性能調(diào)試工具kprofile，代

11、碼覆蓋率檢查工具kcov，內(nèi)存檢查工具kmemchk等等，都是在大量的實(shí)際使用過(guò)程中被驗(yàn)證高效和好用的工具。并提供詳細(xì)的說(shuō)明文檔，積累了大量的功能介紹和使用經(jīng)驗(yàn)，幫助客戶快速上手，快速完成指定的優(yōu)化任務(wù)。如圖6：圖6：新支點(diǎn)車載方案全程覆蓋產(chǎn)品研發(fā)全生命周期1、操作系統(tǒng)：操作系統(tǒng)是在標(biāo)準(zhǔn)Linux內(nèi)核的基礎(chǔ)上進(jìn)行增強(qiáng)和改造，提供了高性能、高可用、高可靠和高易用等特性，支持多核、雙態(tài)、多進(jìn)程，主要用于業(yè)務(wù)功能復(fù)雜、擴(kuò)展性、穩(wěn)定性、安全性要求高的系統(tǒng)產(chǎn)品。2、KCov:KCov是一款覆蓋率分析工具，能對(duì)程序代碼的行、函數(shù)、調(diào)用、塊、分支執(zhí)行次數(shù)進(jìn)行詳細(xì)記錄。根據(jù)執(zhí)行記錄，一方面檢測(cè)代碼執(zhí)行情況，定

12、位沒(méi)用的或者不執(zhí)行的代碼，刪除冗余邏輯，或關(guān)注覆蓋率高的代碼進(jìn)行優(yōu)化，以幫助開(kāi)發(fā)人員提升代碼質(zhì)量；另一方面，通過(guò)對(duì)測(cè)試用例的覆蓋統(tǒng)計(jì)結(jié)果，評(píng)判測(cè)試方案的完整性、測(cè)試用例的有效性，從而優(yōu)化測(cè)試用例、測(cè)試流程，以幫助測(cè)試人員完善測(cè)試規(guī)程。3、Kprofile: KProfier是一款性能調(diào)優(yōu)工具，提供采樣統(tǒng)計(jì)和函數(shù)精確計(jì)時(shí)兩大功能，應(yīng)用于嵌入式及桌面PC機(jī)等環(huán)境中對(duì)Linux系統(tǒng)進(jìn)行性能評(píng)測(cè)及調(diào)優(yōu)。KProfiler可以幫助用戶獲取諸如系統(tǒng)運(yùn)行熱點(diǎn)函數(shù)、阻塞熱點(diǎn)函數(shù)及 其調(diào)用鏈、緩存或TLB命中率、函數(shù)執(zhí)行效率等信息，能夠幫助用戶排查CPU沖高，程序性能無(wú)法提升等問(wèn)題。它還能收集有關(guān)處理器事件的信息，其中包括TLB的故障還能收集有關(guān)處理器事件的信息，其中包括TLB的故障、停機(jī)、存儲(chǔ)器訪問(wèn)、緩存命中率。通過(guò)收集到的評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)，用戶可以很容易地找出性能瓶頸。4、Kmemchk：KMemchk是一款用戶態(tài)程序內(nèi)存使用情況的檢測(cè)工具，主要對(duì)用戶態(tài)的內(nèi)存分配和應(yīng)用情況進(jìn)行記錄統(tǒng)計(jì)，并提供了內(nèi)存泄漏和內(nèi)存越界兩大檢測(cè)功能。內(nèi)存泄漏檢測(cè)對(duì)動(dòng)態(tài)內(nèi)存的申請(qǐng)與釋放進(jìn)行監(jiān)控記錄，內(nèi)存越界檢測(cè)可對(duì)所有的讀寫(xiě)操作進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查，