無(wú)論是新型的駕駛輔助系統(tǒng)，還是數(shù)字式儀表、頂部娛樂(lè)設(shè)備等，都對(duì)車(chē)載計(jì)算能力要求很高。目前現(xiàn)有的車(chē)載CPU過(guò)于簡(jiǎn)單，不能滿(mǎn)足日益高端的任務(wù)要求。因此，現(xiàn)在是更強(qiáng)大的處理器發(fā)揮作用的時(shí)代了。

與此同時(shí)，日益增長(zhǎng)的硬件元件數(shù)量與汽車(chē)工業(yè)所希望的輕便和節(jié)能產(chǎn)生了矛盾。因此，高性能的多核處理器在汽車(chē)工業(yè)中越來(lái)越受歡迎。然而，為了能使多核處理器的潛能充分發(fā)揮，它們必須要與專(zhuān)用軟件相匹配。在這方面一個(gè)已經(jīng)被證明的成功例子就是虛擬化技術(shù)。

計(jì)算機(jī)中的多核處理系統(tǒng)

汽車(chē)制造者正在不斷尋找一種可以降低體積、重量和復(fù)雜度的車(chē)載硬件系統(tǒng)，并且與此同時(shí)，這些系統(tǒng)需要提供越來(lái)越多的數(shù)字化功能。如何將這兩方面的發(fā)展趨勢(shì)結(jié)合起來(lái)，業(yè)已成為當(dāng)今汽車(chē)業(yè)最緊迫的挑戰(zhàn)之一。

目前，最合適解決上述方案的思路也許存在于數(shù)據(jù)處理和消費(fèi)類(lèi)電子領(lǐng)域。在這些方面，日益增長(zhǎng)的高性能、低成本、高集成度需求越來(lái)越多地與多核處理器結(jié)合起來(lái)。

車(chē)載環(huán)境趨向于多核化和虛擬化

一個(gè)多核處理器由包含多個(gè)處理單元（內(nèi)核）的芯片組成。最常見(jiàn)的多核處理器系統(tǒng)包括兩個(gè)或者四個(gè)內(nèi)核，因?yàn)檫@樣的架構(gòu)可以利用同一個(gè)存儲(chǔ)空間和外部設(shè)備（就像基于硬件的圖像加速架構(gòu)一樣）。

由于單核處理器的性能已經(jīng)達(dá)到它們的物理極限，因此多核處理器便應(yīng)運(yùn)而生?！霸黾右粋€(gè)系統(tǒng)性能的唯一方法不是最大化其單核的計(jì)算能力，而是在引入多個(gè)獨(dú)立內(nèi)核的前提下增加整體的處理能力?！?(Robert Hilbrich )

在消費(fèi)類(lèi)電子領(lǐng)域，多核處理器系統(tǒng)隨處可見(jiàn)。越來(lái)越多的系統(tǒng)要求大量的計(jì)算能力，這些應(yīng)用包括，高分辨率的圖像、三維影像和視頻圖像接口，以及不斷增加的其他復(fù)雜應(yīng)用等。正因?yàn)榇?，多核處理器的發(fā)展在這些年受到了空前的關(guān)注。如今，幾乎所有的平板電腦和智能手機(jī)的架構(gòu)都是基于多核處理器設(shè)計(jì)的。

車(chē)載多核技術(shù)

由于終端消費(fèi)者現(xiàn)在已經(jīng)越來(lái)越熟悉消費(fèi)類(lèi)電子中的應(yīng)用程序，因此汽車(chē)制造商需要向客戶(hù)提供同樣的功能。高端的駕駛輔助系統(tǒng)、數(shù)字式儀表、頂部娛樂(lè)設(shè)備都需要基于非常強(qiáng)大的處理器架構(gòu)來(lái)開(kāi)發(fā)。

車(chē)載平臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì)是應(yīng)用集成了多核處理器的系統(tǒng)芯片（SoC）方案。這種趨勢(shì)在未來(lái)可能會(huì)更加明顯?，F(xiàn)在，強(qiáng)大的計(jì)算能力，加上不斷增加的專(zhuān)用車(chē)載系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，使得汽車(chē)應(yīng)用領(lǐng)域有了新的發(fā)展方向。對(duì)于未來(lái)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，對(duì)現(xiàn)有架構(gòu)系統(tǒng)徹底變革的時(shí)代即將來(lái)臨。

因此，在汽車(chē)電子中應(yīng)用多核處理器是發(fā)展的必然趨勢(shì)。當(dāng)然，在硬件層面的變革也需要軟件方面的同步發(fā)展。為了能讓多核處理器架構(gòu)在未來(lái)的車(chē)載系統(tǒng)中工作得更加有效，這里有三個(gè)主要的因素需要考慮：

不同級(jí)別的應(yīng)用程序分立工作：不同的功能需要在不影響互相的前提下同步工作（也可以稱(chēng)作并行工作）。如果某些應(yīng)用是關(guān)系到安全的關(guān)鍵功能，那么這些應(yīng)用應(yīng)該比其他非安全功能具有更高的優(yōu)先級(jí)，在確保這些應(yīng)用程序工作的情況下，其他應(yīng)用才能運(yùn)行。

多界面操作系統(tǒng)的支持和集成：由于不同的應(yīng)用在不同的操作系統(tǒng)中才能發(fā)揮最大的性能（例如，關(guān)鍵安全功能基于A(yíng)UTOSAR系統(tǒng)；車(chē)載娛樂(lè)功能基于GenIVI Linux系統(tǒng)；用戶(hù)應(yīng)用程序基于A(yíng)ndroid系統(tǒng)等）。這些多核系統(tǒng)需要同時(shí)運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)。因此，車(chē)載系統(tǒng)最主要的考慮在于靈活性，以及運(yùn)行不同操作系統(tǒng)的能力。

有效利用系統(tǒng)芯片資源：不同的功能通常通過(guò)同一個(gè)專(zhuān)用系統(tǒng)資源來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這方面的例子包括，針對(duì)不同集成功能的圖像加速器，通信信道的共享等。同時(shí)，有效的系統(tǒng)資源共享也需要軟件設(shè)計(jì)來(lái)配合。

作者：Stefaan Sonck Thiebaut and Matthias Gerlach, OpenSynergy
EDN編譯