Предисловие:

С развитием цифровых интеллектуальных технологий функции автомобилей стали диверсифицированными и централизованными. С точки зрения архитектуры: от децентрализованной архитектуры к архитектуре объединения доменов, а затем к центральным вычислительным платформам, тенденция развития централизации стала отраслевым консенсусом.

В соответствии с этой тенденцией высокопроизводительные центральные вычислительные платформы транспортных средств используют технологию аппаратной виртуализации и единую структуру функциональной безопасности для использования алгоритмов планирования ресурсов на основе искусственного интеллекта для достижения безопасного совместного использования и эффективного планирования аппаратных ресурсов между различными доменами. Это один из важных технических вопросов. направления одно.

В этой статье будет обсуждаться соответствующий контент о технологии виртуализации умных автомобилей, от введения самой технологии виртуализации до объяснения технологии виртуализации умных автомобилей, а также введение в продукт виртуализации Guoke Basic Stone - гипервизор Photon Virtual Machine Manager.

Что такое виртуализация?

Технология виртуализации — это технология управления ресурсами (оптимизации), которая абстрагирует и преобразует различные физические ресурсы компьютера (такие как ЦП, память, дисковое пространство, сетевой адаптер и другие устройства ввода-вывода), а затем представляет их в сегментированном виде и может быть произвольно объединены в среду конфигурации для одного или нескольких (виртуальных) компьютеров.

Технология виртуализации зародилась в конце 1960-х годов, когда IBM разработала набор программного обеспечения под названием Virtual Machine Monitor, который служил уровнем абстракции программного обеспечения над уровнем компьютерного оборудования и интегрировал компьютерное оборудование в виртуальное разделение на одну или несколько виртуальных машин и обеспечивал одновременное интерактивный доступ к мейнфрейму нескольких пользователей.

Мы все знаем, что в то время мейнфреймы были очень дорогими. Но с помощью такой технологии набор физических серверов фактически можно виртуализировать в несколько серверов, так что несколько пользователей могут параллельно получать доступ к ресурсам в месте расположения ресурса.

также из С 1960-х годов,Технология виртуализации также постоянно обновляется,На рисунке ниже перечислены некоторые продукты виртуализации.,Относительно знакомые отрасли могут бытьVMware,Именно благодаря своему появлению технология виртуализации более известна.

После этого появление аппаратной виртуализации дало относительно большой импульс развитию виртуализации. Типы виртуализации будут подробно рассмотрены позже. Позже появился гипервизор KVM. Фактически это было расширение виртуализации ядра Linux. В то же время он взаимодействовал с программой qemu в пользовательском режиме, обеспечивая технологию виртуализации.

В дополнение к этой типичной технологии виртуализации существуют также такие технологии, как Docker, которые немного отличаются от традиционной технологии виртуализации, но также могут представить внешнему миру эффект виртуализации нескольких систем.

Форма технологии виртуализации

Это следует сказать о знаменитом Гипервизоре. Дословный перевод слова «Гипервизор» — «Суперсупервизор», также известный как Монитор виртуальных машин (VMM).

Гипервизор основан на аппаратной платформе SoC и преобразует физические ресурсы (такие как ЦП, память, дисковое пространство, сетевые адаптеры, периферийные устройства и т. д.) в виртуальные ресурсы и выделяет их каждой виртуальной машине по требованию, позволяя им независимо получать доступ к авторизованным виртуальным машинам. машины.

Гипервизор реализует интеграцию и изоляцию аппаратных ресурсов, позволяя приложениям совместно использовать физическое оборудование, такое как ЦП, и работать в различных средах ядра и драйверах, тем самым удовлетворяя потребности разнообразных сценариев приложений в автомобильной сфере.

Сценарий виртуализации

С увеличением вычислительной мощности современных серверов общего назначения облачные вычисления переживают бум, а облачная виртуализация, как лежащая в основе вспомогательная технология, также быстро развивается итеративно. Вычислительная мощность постепенно снижается из облака, периферии и терминала, что сопровождается появлением периферийной виртуализации и встроенной виртуализации на стороне терминала.

(1) Виртуализация на стороне облака

Характерной особенностью является то, что аппаратная платформа в основном однородна, а большое количество узлов образует кластер. В конструкции архитектуры приоритет отдается пропускной способности и поддержке одновременного выполнения нескольких сервисов. Виртуализация должна соответствовать стратегии планирования ресурсов кластера, энергосбережения и потребления. сокращение. В процессе межузлового развертывания виртуальных машин необходимо обеспечить бесперебойную миграцию бизнеса.

В случае сбоя виртуальной машины она должна иметь возможность восстановиться после контрольной точки и сократить бизнес-потери. Виртуальная машина должна поддерживать гибкое расширение вычислительной мощности ЦП, памяти, дискового пространства, сети, графического процессора, периферийных устройств и других возможностей. также иметь возможность перераспределять средства, чтобы улучшить операционную прибыль центра обработки данных.

(2) Боковая виртуализация

Он использует общую архитектуру ИКТ на пограничных узлах определенных конкретных сервисов для поддержки динамического развертывания нескольких сервисов, обычно таких как SDN и NFV.

Его технические характеристики: основаны на общей аппаратной платформе и адаптированной для отрасли платформе управления и развертывания, реализуют развязку программного и аппаратного обеспечения, определение программного обеспечения, развертывание многофункциональных узлов по требованию и гибкую сеть. Как правило, 1+1 или. Для обеспечения высокой доступности услуг в элементах телекоммуникационной сети 5G необходимо учитывать сквозной характер услуг 5G. Гипервизор, виртуальная машина и стек протоколов связи должны быть реализованы. спроектировано и продумано.

(3) Виртуализация на стороне устройства

Типичной характеристикой терминальной части является неоднородность с большими различиями в архитектуре микросхем и возможностях обработки. Как правило, это однокристальное решение, в котором отсутствует миграция виртуальных машин между кластерами, первичными и вторичными серверами. Поэтому оно подчеркивает высокую безопасность, высокую надежность одного узла и предъявляет более строгие требования к производительности и надежности в реальном времени. .

Кроме того, конечные ресурсы более ограничены и чувствительны к затратам, поэтому гипервизор должен быть легким и высокопроизводительным.

Видно, что технология интеллектуальной автомобильной виртуализации относится к категории виртуализации на стороне устройства. В современном многодоменном бизнесе существуют различные технические требования, такие как:

• Бизнес-домен IVI в кабине подчеркивает интерактивный опыт и богатую экологию приложений, что больше подходит для операционной системадаAndroid；
• Панель управления、Сопровождение вождения происходит в режиме реального времени、Требования к надежности, Операционная система предпочитает RTLinux、RTOS；
• В области интеллектуального вождения особое внимание уделяется интеграции больших вычислительных мощностей для планирования восприятия и вывода, а также предъявляются требования к работе в режиме реального времени и надежности.
• При объединении доменов,Обеспечить безопасность и надежность ключевых предприятий,Мы также должны учитывать устойчивость и совместимость экологии приложения.,Для этого требуется технология изоляции ресурсов для поддержки разделения ресурсов на одном SOC.,Может одновременно запускать несколько операционных систем.,Обеспечьте невмешательство друг другу.

Тип виртуализации и структура HOST

Гипервизоры можно разделить на две основные категории:

1. Тип1 голая металлическая форма,Hypervisor Запускается непосредственно на аппаратном устройстве, также называемом Bare-Metal Hardware Виртуализация (среда виртуализации «голого железа»);
2. Тип2 Хостингформа,также называется Hosted Virtualization (среда виртуализации хоста).

Type2форма Гипервизору требуется помощь хоста Операционная система для управления такими ресурсами, как ЦП, память, сеть и т. д. Поскольку между гипервизором и оборудованием существует хост-операционная система. системы, все операции Гипервизора и ВМ должны проходить через хост. Операционная система,Поэтому неизбежно будут задержки и потери производительности.,Одновременный хост Операционная Недостатки безопасности и проблемы стабильности системы повлияют на работающую на ней виртуальную машину (виртуальная машина), поэтому форма Type-2Hypervisor в основном используется в ситуациях, когда требования к производительности и безопасности не высоки.

Напротив, Тип1 тип Hypervisor Не зависит от хостинга. Операционная Система функционально автономна. системаосновные функции。Конструкция проще, работает непосредственно на аппаратном обеспечении, общий объем кода и архитектура более оптимизированы, требуется меньше памяти и ресурсов хранения. Он может соответствовать требованиям уровня функциональной безопасности системы управления автономным вождением транспортного средства, а также имеет соответствующие условия. для формальной проверки. Таким образом, операционная система автомобиля более подходит для использования Type 1 форма Hypervisor。

Согласно структуре HOST,,можно разделить наМикро Ядроформа и макро Ядроформа。

Оба также имеют свои особенности,Оптимизация статуса Ядро для Микро Ядро,Легко проходимая сертификация функциональной безопасности. Гипервизор состоит из состояния Ядро и состояния пользователя;,Основные функции реализованы в пользовательском режиме; каждая виртуальная машина соответствует процессу VMM;,Не так хорош, как макро Ядроформа。СравнительныйтипнравитьсяQNX Hypervisor。

И макрос ЯдросуществоватьПроизводительность выше, чем у микроядра, поскольку весь гипервизор реализован в состоянии ядра, и общая производительность более эффективна.СравнительныйтипнравитьсяXvisor。

Относительно того, какой тип формы лучше, в отрасли до сих пор существуют мнения.

Я считаю, что благодаря содержанию этой статьи вы сможете просто понять некоторую справочную информацию о виртуализации. Некоторые текущие отраслевые приложения виртуализации транспортных средств и содержимое менеджера виртуальных машин (Photon Hypervisor) будут представлены в следующей статье. Ваше уважение. Пожалуйста, с нетерпением ждите этого.