整车计算平台VCP关键中间件的功能需求介绍

随着汽车电子电气架构由分布式向集中式的演变，以及汽车电动化、智能化、网联化、共享化的技术变革，对于控制器的计算能力、存储能力、通信能力的需求也逐渐增加，传统的基于MCU的控制器已经无法满足以上需求。联合电子顺应市场需求，研发推出全新一代整车计算平台VCP。

VCP分为MCU(uC)实时控制核和MPU(ARM A，uP)高性能计算核。对于传统基于MCU的控制器，市场已经有了一套完整的基于classic Autosar的软件基础和开发体系，在MPU的开发体系中，Adaptive Autosar提供了一些基础的开发组件，但另一方面Adaptive Autosar昂贵的价格让很多客户望而却步，并且Adaptive Autosar并不能完全满足客户的定制需求。因此便开发了VCP上的关键中间件，一方面可以作为Adaptive Autosar的补充，另一方面可以为客户提供定制化需求。

VCP上下电管理示意图

VCP的关键中间件作为基础软件的重要组成部分，为整个系统的运行、更新、安全提供基础的保障，具备如下功能需求：

◾上下电管理功能，协调控制器整体供电和运行状态；

◾健康管理功能，实时监控系统运行状态，确保功能有效运转；

◾OTA刷新功能，提供便捷的软件更新方案；

◾大数据和Log功能，为数据挖掘和控制器维护提供渠道；

◾应急刷新功能，为控制器的更新提供最后一道保障；

01上下电管理方案

目前域控制器多采用MCU + MPU的多核处理器方案，现有的独立供电、各自管理运行状态的方案不能满足整车电源管理的要求；上下电管理功能可以更好的协调两块处理器的供电和运行状态，保证系统稳定运行。考虑到MCU具备更高的功能安全等级，将MCU作为主控节点，如下图所示，在MCU侧开发Power Management,电源管理模块，在MPU侧开发SM(State Management,状态管理)模块和EM(Execution Management,运行管理)模块，用于实现MCU对MPU的供电管理和MPU运行期间的状态管理。在系统下电过程中，Power Management协调MCU和MPU的下电顺序，防止MPU因不期望的掉电导致数据丢失。

VCP上下电管理示意图

02健康管理方案

Posix OS本身仅对系统的基本运行做基础的监控，无法满足车载控制器对于系统状态监控的需求；健康管理模块针对系统关键健康指标进行实时监控和预警，对于可能损坏元器件的状态采取合理的应对措施，使系统进入安全状态，保证系统的稳定运行。

健康管理模块对如下指标进行监控：

◾MPU/eMMC温度，根据不同温度范围采取分级响应机制；

◾CPU负荷，当CPU负荷超过阈值及时报警，且将当时对CPU负荷贡献最大的三个进程记录到日志，便于后续分析；

◾DDR使用率，当DDR使用率超过阈值及时报警，且将当时对DDR使用率贡献最大的三个进程记录到日志，便于后续分析；

◾eMMC使用率和寿命，当eMMC使用率超过阈值或寿命评估低于阈值及时报警；

VCP健康管理框架图

03OTA软件升级方案

随着汽车新四化的推进，软件定义汽车已经成为汽车的发展趋势，对于软件故障的修复以及个性化定制需求的更新，仅通过传统的4S店升级难以给予用户最佳的体验，因此OTA功能已经逐渐成为了控制器标配。联合电子的OTA软件升级方案具备如下特点：

◾支持全分区独立A/B备份，将MPU分为kernel、rootfs、app分区，各分区完全解耦，均可独立升级和回退；

◾支持对同控制器内的MCU进行安全备份和软件升级；

◾集成更新软件的信息安全签名和验签功能，提供信息安全保障；

◾支持多种文件下载方式，包含DoIP、HTTPs等主流车载控制器文件传输协议；

◾支持当前各平台的自动化测试；

◾支持各硬件平台无缝移植；

VCP OTA自动测试示意图

04大数据和Log方案

VCP强大的计算、通信和存储能力，使得收集和上传大量车载数据到云端成为可能。有了这些关键的车载数据信息，OEM和第三方数据分析机构就可以基于此做大数据挖掘，建立各种汽车应用模型，从而发现更多的商机。此外，这些关键的数据和日志，还为后续的维护工作提供了便捷的通道，工程师可以据此分析车上的一些故障原因，加速问题的解决。当前大数据和Log方案支持的主要模式和功能有：

◾完整收集：能够记录下车上所有的CAN/LIN总线报文和系统运行日志

◾触发收集：在车辆发生事故前后记录下关键运行数据，支持黑匣子功能

◾诊断收集：支持远程和本地诊断，可通过诊断协议来获取所需的关键数据

◾数据压缩：对大数据和Log文件进行压缩，提高数据存储和上传效率

◾信息安全：支持数据加密和数据导出及上传的安全认证，保证数据的安全性

VCP大数据和Log架构图

05应急刷新方案

OTA作为车载控制器标配，已经让控制器的软件更新更加的便捷，但在某种极端情况下，执行OTA功能的控制器端软件出现损坏或者无法启动时，便无法通过应用软件中的OTA功能来修复自身的系统软件，此时，需要设计额外的应急刷新方法来修复系统。

应急刷新方案通过在MPU端正常启动时加载的boot-loader（u-boot）中，使用TFTP协议来动态下载一个应急刷新系统，在该刷新系统中实现MPU软件刷新功能，该应急刷新系统部署在上位机的TFTP Server中。由于应急刷新系统是采用动态下载的方式，本身存在软件问题可在线下修复后，再次动态下载到控制器中运行，从而保证刷新功能可以成功得到执行。

和主流的微控制器应急刷新方案对比，联合电子的应急刷新方案有如下特点：

◾主流的应急刷新需要事先在控制器内刷入包含备份系统的Recovery分区，该备份系统需要具备复杂的刷写功能，一旦出现问题会导致控制器无法复原，而基于联合电子的应急刷新系统采用动态下载方式，避免了因Recovery分区本身问题导致的刷新失败，可靠性得到大幅提升，减少因刷新失败带来的换件成本；

◾不需要事先刷入Recovery分区，减少存储区域的占用空间，可用存储空间提升，同时减少工厂产线刷写内容，效率得到提升。

关于组织开展智能网联新能源汽车技术培训的邀请函（昆明）

为适应国家智能新能源汽车产业政策，推动智能网联新能源汽车专业技术人才的培养，自2017年以来，北京汇智慧众汽车技术研究院与有关单位合作，举办了多期智能网联新能源汽车技术培训，并取得了良好的培训效果。我们将结合疫情发展和各地防疫政策管理要求，继续开展智能网联新能源技术的培训工作。具体安排如下：

一、举办单位

主办单位：北京汇智慧众汽车技术研究院

承办单位：忠德永汇（云南）教育科技有限公司

支持单位：西南林业大学交通与机械学院

                 中国汽车维修行业协会

                 国家开放大学汽车学院

二、培训对象

愿意学习智能网联新能源汽车技术，拥有一定汽车行业工作经验的行业从业人员，包括院校汽车专业教师和企业技术人员。

三、培训内容及报名须知

3.1培训内容

3.2报名联系方式

联系人：

李维年 18518951802          

谢铮铮 18518951809

报名回执如下，填写后发至报名邮箱：train@bjhzhz.com

3.3培训时间与地点

（1）培训时间：

2022年7月11日- 17日

（2）报道时间：

2022年7月10日

（3）培训及报道地点：

北京汇智慧众汽车技术研究院昆明培训基地（西南林业大学东二院）

（4）此次培训采用小班理实一体化教学形式举办。

四、培训成果

可取得由北京汇智慧众汽车技术研究院颁发的智能网联新能源汽车技术培训合格证书，优秀论文可推荐发表。

我们专注于此，并全身心的投入其中，
愿意汇“智“，更愿意”慧（惠）”众！
我们提供新能源汽车系统化理实结合的技术培训方案。
——感谢选择我们的维修精英！
我们提供从教师执教到学生就业等的全过程教育方案。
——感谢选择我们的职业院校！
我们提供工艺标准、保障完整、客户满意的解决方案。
——感谢选择我们的汽车公司！
我们倡导品学兼优，创新发展，诚意汇智，真心慧众。
——感谢选择我们的合作伙伴！
我们与您携手营造中国新能源汽车技术第一品牌的愿景。
——感谢选择我们的各界朋友！

咨询电话：
18518951802（微信同号）
E-mail：
train@bjhzhz.com
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