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智能座舱域控制器的软件架构设计与开发
| 论文题名： | 智能座舱域控制器的软件架构设计与开发 |
| 关键词： | 汽车智能座舱;座舱域控制器;软件架构;虚拟化 |
| 摘要： | 随着智能座舱的概念引入，汽车核心大脑的理念由车身控制器转向了智能座舱域控制器，而智能座舱域本就是软件定制化比例非常高的领域。因此，一个新的行业理念“软件定义汽车”应运而生。借此相关的软件架构便承接了新的目标:域融合、硬件资源共享、数据链路优化、系统性能优化等等。长期发展来看，实现软件定义汽车、软件定制汽车，筑建新的核心竞争能力，是各大汽车制造厂最主要的重点工作，也就是说智能座舱域控制器开发落地成为了新的重点目标。目前，市面上智能座舱功能相关的控制器绝大部分仍是采用分体化和各域独立的设计方案，智能驾驶、信息娱乐、汽车仪表仍是各自独立的控制器，还没有专门针对于域融合研发落地的智能座舱域控制器。仅存在一些域间的功能和显示交互，通过独立控制器间的数据链路被引入设计和实现，带给用户的体验仍是大打折扣。 为了解决上述问题，我们着手进行了真正意义上的域控制器设计，充分考虑域融合的理念，打破了原有信息娱乐系统的产品设计理念，对硬件方案和软件架构都进行了重新设计:同时也充分考虑到了汽车的功能安全标准，设计了支持软件定义汽车的整体架构。解决了用户通过软件升级来扩展汽车功能的使用需求[7]。本文设计并开发了一个基于虚拟化平台的智能座舱域控制器。该域控制器针对传统的车载娱乐系统扩展了仪表显示、智能驾驶辅助信息显示和低延时的多屏交互操作等各项新功能和功能提升点。这些新功能和功能提升点的软件部分组成包含了传统的电源管理模块、虚拟资源配置模块、功能安全模块、驾驶信息模块、任务调度模块、audio模块等62个逻辑处理模块。相比原来的信息娱乐系统模块数翻了一倍。首先，本文对智能座舱域控制器的起源和发展做了说明;其次，对国内外使用的智能座舱软件架构和方案做了对比，选择了最具优势的QNX Hypervisor的虚拟化平台方案。然后，基于该平台和各个子系统的需求分解，本文给出了软件系统架构和重要模块的设计描述并最终实现。最后，对该产品的测试流程和测试实施进行了描述，并展现了搭载车辆的实际应用，证明了本文所述架构设计和模块设计的可用性。 验证表明，在智能座舱域控制器内设计基于QNX Hypervisor的虚拟化平台的定制化软件架构是能够支撑和达成车厂提出的功能迭代目标和用户提出的体验提升目标的。本文所设计并实现的智能座舱域控制器支持功能安全、满足灵活设置多屏间的交互及定制音频策略等功能要求。这些实现的功能也成为了虚拟化软件架构应用在电动汽车上的一大亮点，同时这些亮点也有效地提高了产品整体的竞争力。 |
| 作者： | 吕钢 |
| 专业： | 软件工程 |
| 导师： | 李学庆 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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