车辆上的硬件虚拟平台和集成系统的制作方法

本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种车辆上的硬件虚拟平台和集成系统。

背景技术：

随着车辆领域技术的发展、用户体验以及用户操作的便利性的要求越来越高，使车辆上的仪表和娱乐系统需要提供的功能和需要显示的内容也越来越丰富。然而传统方式的机械仪表输出的信息有限，需要将机械仪表更换为数字表，数字表的大尺寸显示屏能显示更多的信息，此外，娱乐系统和仪表的交互也越来越多，仪表也可用于显示媒体信息或导航信息等。

现有技术中，由于娱乐系统和仪表单独运行，所以娱乐系统需要一套硬件，仪表也需要一套硬件，由于娱乐系统和仪表不能共用硬件，造成硬件资源的浪费。由于娱乐系统和仪表单独运行，所以娱乐系统和仪表交互时的设计也非常复杂，仪表很难用于娱乐信息的显示。因此，有必要改进上述提到的缺陷。

技术实现要素：

基于以上问题，本发明提出一种车辆上的硬件虚拟平台和集成系统，通过增加硬件虚拟平台，使硬件虚拟平台包括两个以上操作系统和管理模块，管理模块管理操作系统和虚拟硬件驱动的方式，使不同的操作系统能够集成，解决了现有技术中不同的操作系统间的硬件不能共用的问题，使两个以上的操作系统能够共用同一套硬件，节省了硬件资源，也缩小了硬件的占用空间；同时，由于不同的操作系统运行在同一个硬件虚拟平台上，使不同的操作系统之间的交互也变得简单、方便。

一方面，本发明提成一种车辆上的硬件虚拟平台，包括：

两个以上操作系统和管理模块；

所述管理模块用于管理所述操作系统和虚拟硬件驱动；

所述操作系统用于响应所述管理模块发送的应用层的指令，并通过所述虚拟硬件驱动调用硬件层相应的硬件完成所述指令，两个以上所述操作系统共用所述硬件层的硬件，每一个硬件都具有其对应的虚拟硬件驱动。

此外，所述操作系统还用于接收所述硬件层发送的数据并将所述数据发送给其对应的所述应用层。

此外，所述硬件虚拟平台包括两个操作系统：仪表操作系统和娱乐操作系统。

此外，所述管理模块用于管理所述操作系统至少包括：当所述管理模块同时接收到所述应用层发送的两个以上指令且两个以上指令需要分发给所述仪表操作系统和所述娱乐操作系统时，所述管理模块先发送给所述仪表操作系统其对应的指令，然后发送给所述娱乐操作系统其对应的指令。

此外，所述管理模块用于管理所述操作系统至少包括：所述管理模块统计所述仪表操作系统对所述硬件的使用率，根据所述使用率给所述仪表操作系统和所述娱乐操作系统分配所述硬件的占有率。

此外，所述虚拟硬件驱动安装和存储在所述管理模块。

此外，所述虚拟硬件驱动至少包括图形处理器对应的图形处理器虚拟硬件驱动，所述管理模块用于管理所述虚拟硬件驱动至少包括：所述管理模块使所述图形处理器具有两套图形处理器虚拟硬件驱动，分别供所述仪表操作系统和所述娱乐操作系统使用。

此外，所述硬件层的硬件包括：主处理器、图形处理器、车辆总线控制器、媒体解码器、内存、音频处理器和存储设备。

此外，所述硬件层的硬件还包括：蓝牙芯片、GPS芯片、WIFI芯片、收音解调模块、USB设备和触摸屏。

另一方面，本发明提成一种包括车辆上的硬件虚拟平台的集成系统，还包括：

应用层和硬件层；

所述应用层用于接收输入的指令，并将所述指令发送给所述硬件虚拟平台，所述硬件虚拟平台内的不同的操作系统对应不同的应用层；

所述硬件层用于接收所述硬件虚拟平台发送的指令，并执行指令。

此外，所述应用层包括显示装置。

通过采用上述技术方案，具有如下有益效果：

通过增加硬件虚拟平台，使硬件虚拟平台包括两个以上操作系统和管理模块，管理模块管理操作系统和虚拟硬件驱动的方式，使不同的操作系统能够集成，解决了现有技术中不同的操作系统间的硬件不能共用的问题，使两个以上的操作系统能够共用同一套硬件，节省了硬件资源，也缩小了硬件的占用空间；同时，由于不同的操作系统运行在同一个硬件虚拟平台上，使不同的操作系统之间的交互也变得简单、方便。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的车辆上的硬件虚拟平台的框图；

图2是根据本发明另一个实施例的车辆上的硬件虚拟平台的框图。

具体实施方式

以下结合具体实施方案和附图对本发明进行进一步的详细描述。其只意在详细阐述本发明的具体实施方案，并不对本发明产生任何限制，本发明的保护范围以权利要求书为准。

参照图1，本发明提出一种车辆上的硬件虚拟平台10，包括：

两个以上操作系统101和管理模块102；

管理模块102用于管理操作系统101和虚拟硬件驱动；

操作系统101用于响应管理模块102发送的应用层20的指令，并通过虚拟硬件驱动调用硬件层30相应的硬件完成指令，两个以上操作系统101共用硬件层30的硬件，每一个硬件都具有其对应的虚拟硬件驱动。

例如：现有技术的车辆中，仪表系统单独需要一套硬件完成仪表的任务，娱乐系统也单独需要一套硬件完成娱乐系统对应的任务，而仪表系统和娱乐系统需要的硬件有大部分是相同的，这就造成了硬件的浪费。同时，仪表系统的显示器也需要承担一部分娱乐系统的显示功能，而两个系统之间的交互设计也非常复杂。

本发明实施例中，通过引入硬件虚拟平台10，将现有技术中的仪表系统和娱乐系统进行集成。

在硬件虚拟平台10上，可以同时运行仪表操作系统和娱乐操作系统，在硬件虚拟平台10上设置管理模块102去管理仪表操作系统和娱乐操作系统，管理模块102用于监控仪表操作系统和娱乐操作系统，管理模块102还用于将应用层20的指令分发给仪表操作系统和娱乐操作系统以及管理虚拟硬件驱动。仪表操作系统和娱乐操作系统共用硬件层30的硬件。由于有管理模块102的管理，使一个操作系统崩溃时，另一个操作系统也能正常运行。

硬件虚拟平台10的工作原理如下：当硬件虚拟平台10中的管理模块102接收到应用层20发送的指令时，对指令进行区分，可以通过指令中携带的识别信息对该指令进行区分，如识别信息为1，则该指令发送给仪表操作系统，如识别信息为2，则该指令发送给娱乐操作系统。根据区分结果将指令发送给对应的仪表操作系统或者娱乐操作系统。当仪表操作系统或者娱乐操作系统接收到管理模块102发送的指令时，根据指令调用硬件层30相应的硬件完成指令，同时如果硬件层30发送数据给仪表操作系统或者娱乐操作系统时，仪表操作系统或者娱乐操作系统将数据发送给其对应的应用层20，或者通过管理模块102将数据发送给对应的应用层20。

本发明中采用Hypervisor虚拟化技术构建硬件虚拟平台10，可以采用ARM CORTEX芯片，使硬件虚拟平台10运行在硬件层30这个物理硬件之上，并协调硬件层30的硬件资源，使其满足硬件虚拟平台10中操作系统的需求。

通过增加硬件虚拟平台10，使硬件虚拟平台10包括两个以上操作系统101和管理模块102，管理模块102管理操作系统101和虚拟硬件驱动的方式，使不同的操作系统101能够集成，解决了现有技术中不同的操作系统101间的硬件不能共用的问题，使两个以上的操作系统101能够共用同一套硬件，节省了硬件资源，也缩小了硬件的占用空间；同时，由于不同的操作系统101运行在同一个硬件虚拟平台10上，使不同的操作系统101之间的交互也变得简单、方便。

在其中的一个实施例中，操作系统101还用于接收硬件层30发送的数据并将数据发送给其对应的应用层20。当硬件层30将显示数据通过操作系统101传送给应用层20，使应用层20能够进行显示。

在其中的一个实施例中，硬件虚拟平台10包括两个操作系统：仪表操作系统和娱乐操作系统。目前车辆上，仪表操作系统和娱乐操作系统对应的显示任务最多，需要的硬件资源也较多，所以很有必要将二者进行集成，以节省硬件资源，同时使仪表操作系统也能够方便的执行娱乐操作系统对应的显示任务。

在其中的一个实施例中，管理模块102用于管理操作系统101至少包括：当管理模块102同时接收到应用层20发送的两个以上指令且两个以上指令需要分发给仪表操作系统和娱乐操作系统时，管理模块102先发送给仪表操作系统其对应的指令，然后发送给娱乐操作系统其对应的指令。

应用层20分为仪表应用层和娱乐应用层，当仪表应用层和娱乐应用层同时给硬件虚拟平台10发送指令时，硬件虚拟平台10首先使仪表操作系统响应指令。通过管理模块102先发送给仪表操作系统其对应的指令，然后发送给娱乐操作系统其对应的指令使仪表操作系统优先响应指令。因为仪表操作系统需要对总线消息和指令进行快速响应，并且不能出现丢消息和指令的情况，所以需要让仪表操作系统优先处理消息和指令，使仪表操作系统能够稳定的工作、不出现错误。

在其中的一个实施例中，管理模块用于管理操作系统至少包括：管理模块统计仪表操作系统对硬件的使用率，根据使用率给仪表操作系统和娱乐操作系统分配硬件的占有率。

例如：由于娱乐操作系统运行的任务多样且扩展性较强，所以其对于硬件层30中的主芯片的计算能力的资源需求较大。而仪表操作系统运行的任务较为固定，所以需要对仪表操作系统运行时所需要的计算资源进行统计，根据统计结果分配主芯片的计算资源，以保证足够的计算资源可以被分配给娱乐操作系统。通过统计仪表操作系统对硬件的使用率，可以更好的分配硬件的占有率，既保证了仪表操作系统能够稳定的运行，也保证了娱乐操作系统有足够的硬件资源使用。

在其中的一个实施例中，虚拟硬件驱动安装和存储在管理模块102。通过安装在管理模块102，便于管理模块102进行管理，也方便仪表操作系统和娱乐操作系统去调用虚拟硬件驱动。

在其中的一个实施例中，虚拟硬件驱动至少包括图形处理器对应的图形处理器虚拟硬件驱动，管理模块102用于管理虚拟硬件驱动至少包括：管理模块102使图形处理器具有两套图形处理器虚拟硬件驱动，分别供仪表操作系统和娱乐操作系统使用。由于仪表使安全件，其对于显示的要求很高，所以在硬件资源配置时，要保证仪表操作系统能够访问到足够的图形处理器资源，以保证仪表的显示。

在其中的一个实施例中，硬件层30的硬件包括：主处理器、图形处理器、车辆总线控制器、媒体解码器、内存、音频处理器和存储设备。这些硬件为仪表操作系统和娱乐操作系统共同需要的硬件，通过这些硬件保证仪表操作系统正常的运行。

在其中的一个实施例中，硬件层30的硬件还包括：蓝牙芯片、GPS芯片、WIFI芯片、收音解调模块、USB设备和触摸屏。这些硬件为娱乐操作系统比仪表操作系统多使用的硬件，通过这些硬件保证娱乐操作系统能够完成多种多样的任务。

参照图2，本发明提出一种车辆上的硬件虚拟平台10，包括：

仪表操作系统、娱乐操作系统和管理模块102。

管理模块102用于管理操作系统101和虚拟硬件驱动，仪表操作系统和娱乐操作系统用于响应管理模块102发送的应用层20的指令，并通过虚拟硬件驱动调用硬件层30相应的硬件完成指令，仪表操作系统和娱乐操作系统共用硬件层30的硬件，每一个硬件都具有其对应的虚拟硬件驱动。

当管理模块102同时接收到应用层20发送的两个以上指令且两个以上指令需要分发给仪表操作系统和娱乐操作系统时，管理模块102先发送给仪表操作系统其对应的指令，然后发送给娱乐操作系统其对应的指令。虚拟硬件驱动安装和存储在管理模块102。应用层20包括仪表应用层和娱乐应用层。

虚拟硬件驱动至少包括图形处理器对应的图形处理器虚拟硬件驱动，管理模块102使图形处理器具有两套图形处理器虚拟硬件驱动，分别供仪表操作系统和娱乐操作系统使用。管理模块统计仪表操作系统对硬件的使用率，根据使用率给仪表操作系统和娱乐操作系统分配硬件的占有率。

硬件层30的硬件包括：主处理器、图形处理器、车辆总线控制器、媒体解码器、内存、音频处理器、存储设备、蓝牙芯片、GPS芯片、WIFI芯片、收音解调模块、USB设备和触摸屏。

本发明实施例使仪表操作系统和娱乐操作系统能够集成，并且能够运行和完成任务，同时使两个系统共用硬件层30的硬件，节约了硬件资源。

参照图1，本发明实施例提出一种集成系统，包括：

硬件虚拟平台10、应用层20和硬件层30；

应用层20用于接收输入的指令，并将指令发送给硬件虚拟平台10，硬件虚拟平台10内的不同的操作系统101对应不同的应用层20；

硬件层30用于接收硬件虚拟平台10发送的指令，并执行指令。

通过增加硬件虚拟平台10，使硬件统一进行管理的方式，解决了现有技术中不同的操作系统101间的硬件不能共用的问题，使两个以上的操作系统101能够共用同一套硬件，节省了硬件资源，也缩小了硬件的占用空间；同时，由于不同的操作系统101运行在同一个硬件虚拟平台10上，使不同的操作系统101之间的交互也变得简单、方便。

在其中的一个实施例中，应用层包括显示装置。应用层20分为仪表应用层和娱乐应用层，仪表应用层包括仪表显示器，娱乐应用层包括娱乐显示器。由于仪表是安全件，所以仪表和Hypervisor本身都需要满足ISO26262的标准。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。