智能網聯汽車計算平臺虛擬化技術研究

劉愛志　于霞

摘 要：在智慧網聯汽車的組成中，計算平臺是指揮整個系統的大腦，它采取多元化硬件架構，通過大量操作形成功能安全與信息安全的高保護等級的車輛控制與行駛規劃及環境感知等算法。文章論述了一種適合多種平臺與應用的虛擬化軟件技術。這個技術可以滿足虛擬機在操作過程的資源共享智能操作，還能夠給出保護措施與大量容錯機制，同一時刻滿足信息與功能的相互需求。

關鍵詞：智慧網聯 汽車 計算平臺 虛擬化技術

Research on Virtualization Technology of Intelligent Networked Vehicle Computing Platform

Liu Aizhi Yu Xia

Abstract：In the composition of intelligent networked vehicles， the computing platform is the brain that commands the entire system. It adopts a diversified hardware architecture to form a high level of protection for functional safety and information security through a large number of algorithms， such as vehicle control， driving planning， and environmental awareness. The article discusses a virtualization software technology suitable for multiple platforms and applications. This technology can meet the resource sharing and intelligent operation of virtual machines during the operation process， and can also provide protection measures and a large number of fault tolerance mechanisms to meet the mutual requirements of information and functions at the same time.

Key words：Wisdom Networking， Automobile， Computing Platform， Virtualization Technology

1 前言

伴隨我國汽車行業迅速發展，互聯網計算機技術為智能汽車提供前所未有的發現機遇。智能、網聯化與虛擬化成為汽車應用技術的最高成就。智能網聯汽車指的是對汽車的控制、傳感和執行機制實施網絡技術和現代通信技術，進而讓車實現與后臺與人信息資源的共享，最終形成具備環境感知、智能控制、智能執行、自動化決策的現代化新動力汽車，計算平臺的虛擬化技術將成為汽車制造與產業模式更新升級的重要構成部分，其為汽車制造中的能源、資源環保提供新的機遇，在以后的城市交通建設過程發揮巨大作用。

2 智能網聯汽車概念與工作原理分析

2.1 概念分析

智能汽車是集多功能輔助駕駛、路徑規劃、環境感知為一體的多元化運轉系統，其應用的技術主要有計算機技術、通訊技術、AI智能與現代傳感技術，是當今應用高新技術種類較多的綜合體。現階段對智能網聯的要求主要表現在提升其技術軟件應用、安全性能與人車交互等等。多年來，智能網聯汽車逐漸成為全球研究車輛產業的新興動力，大多數發達國家將智能網聯技術歸入到重點技術研究領域。

伴隨，計算機高科技技術的逐漸成長，信息化、虛擬化、數字化被廣泛中用到社會生產當中，智能網聯汽車內部系統具備高科技計算平臺，其可以接受到汽車運行過程外界環境與自身駕駛的各類信息，而且能夠快速優化整合，并將信息傳送到汽車的管理與執行中，進而實現輔助駕駛、智能管理與自動控制的相關操作。

2.2 智能網聯汽車操作原理

汽車在智能網聯的幫助下，通過智能顯示屏識別目的地之后，可以自動規劃行駛路徑，把電子地圖下的定位系統自動導入計算平臺中，計算平臺下的處理器能夠按照實際路況選擇出合理的出行路徑。汽車行駛過程，GPS系統處理器獲取動態信息，通過計算平臺下的通訊傳送器傳輸給汽車處理平臺，并計算汽車駕駛的實時動態位置。計算平臺系統地處理器與路徑規劃進行信息資源的交互，之后后臺計算平臺將補充的位置數據和之前地圖進行詳細對比，獲得偏差值，通過一定措施處理偏差值，完成后，利用自動變速轉向技術控制汽車的駕駛方向與速度。然后汽車遠距離傳感系統把信息傳遞給后臺計算平臺進行最后決策，形成應急避險系統。在測試汽車和障礙物的系統上，通過計算平臺下的虛擬處理技術，保證智慧網聯汽車行駛的安全性。

3 虛擬化技術總體架構分析

將計算機作為一種軟件進行開發，簡單而言是計算機平臺下的虛擬軟件開發技術，由智慧網聯汽車系統多方面因素決定的。對智慧網聯汽車實行虛擬化技術管理，是當前智慧網聯計算機平臺不斷壯大的前提，智能化時代的來臨，讓計算機虛擬化技術都以快速發展，硬件設施的使用性能不斷強化，為汽車生產企業產生較為深遠的影響。智慧湖人汽車生產行業應用虛擬化技術，只因為技術具有高效性，使用性與便捷性等優勢.在社會環境逐漸向智能化方向轉變的時刻，虛擬化技術在計算平臺的應用也由常規化向程序化標準上轉變，其用量也在不斷變大，汽車制造行業要想實現智能互聯的可持續發展，必須在競爭過程運用虛擬化技術，以此來提高計算平臺的處理能力。

計算機平臺需要通過大量硬件運算資源支撐，能夠根據多種數據融合形成車輛管理的各種操作系統，并滿足智能網聯汽車實際應用的性能與安全性要求。虛擬機監視器需要支撐多種異構處理系統與相關系統操作類型的工作，所以計算平臺選擇能夠直接運用在系統上的Tyep型號的虛擬處理器，通過全虛擬化與硬件輔助系統的虛擬技術，保障智能網聯汽車的實效性與安全性。全虛擬技術能夠為客戶及系統提供各種服務，兼容性較強。但是如果利用全虛擬化技術有可能造成計算平臺系統使用性能下降，所以應通過硬件輔助技術對外部設備進行性能加速，進而滿足智能網聯汽車的虛擬化要求。

4 計算平臺下的Hypervisor技術實現

虛擬技術在展開相關工作計劃中，能夠與實際生產活動要求相結合，收集汽車信息數據，保證每項汽車駕駛都能夠順利進行。智慧網聯背景下汽車制造下的計算機技術與信息技術應用范圍更加廣泛，在具體應用中能夠產生良好的效果，為建設我國交通行業和完善其服務功能創造出有利條件。另外，智慧網聯時代的影響，虛擬化技術結構框架正在不斷完善的過程中，有關計算處理功能的規模也不斷在擴大，給汽車制造與駕駛現代化提升了有利條件開發應用數字化地圖或根據不同類型綜合使用，虛擬專業機構的計算機平臺能夠有效制定并實施智慧網聯創建計劃，促進智慧網聯可以向著更高級時期發展，與現代化虛擬處理模式相符合。與傳統汽車智能化發展模式相對比來看，虛擬化技術建設的最為明顯特征是惡能夠讓汽車行業的生產經營模式和生活方式達到高度智慧化目標，能夠最大程度地符合現代化交通建設需要。實現此類發展目標，應切實把握智慧網聯時代下汽車的發展機遇。在不斷整合各類數據資源與自動化控制技術和傳感器支持下，增加地理位置數據利用率，構建與智慧網聯虛擬化處理器相符合的新模式，最終在大數據背景下實現對汽車駕駛模式控制與使用。

依據汽車行駛標準滿足自動駕駛安全性需求通過分解方式，滿足 Hypervisor 要求。文章從以下機制說明虛擬機處理技術的功能：

4.1 安全性保障機制

虛擬機處理器在各種分區上對智慧網聯系統地處理器、內存和外設等資源進行隔離并實施信息共享，然后利用訪問控制系統保障共享資源過程不會影響到其他客戶系統。

4.2 實時性保障機制

高效計算平臺系統的通信傳送機制虛擬機處理系統支持計算平臺操作系統之間的多種聯系方式，如虛擬情景演繹、共享內存與遠程消息機制等。客戶機操作系統可根據需要選擇合適的通信方法與其他客戶機操作系統通信。按照計算平臺的虛擬處理系統、環境感知算法及決策規劃算法設置在不同處理器上， 所以虛擬處理器支持同一互聯網上的客戶機系統實現和太網及其他 SoC 通信; 運用虛擬以太網通信技術，能夠讓 Hypervisor 作以一個虛擬交換機。此種虛擬管理方式能夠為智慧網聯處理系統提供有效解決方案。虛擬化處理技術作為計算平臺的關鍵性技術，其應用要點既十分重要又較為關鍵，在保障汽車生產過程發揮了巨大貢獻。

4.3 計算平臺的云存儲技術

在智慧網聯汽車建設中，是一種基于虛擬技術的新型儲存方式，能夠通過互聯網信息技術，將汽車中的大部分數據信息通過虛擬處理器進行儲存與信息處理，協同完成汽車駕駛過程的位置信息管理與處理功能。這種虛擬化信息儲存與管理方式可以為智慧互聯下的汽車駕駛模式提供多種路徑選擇方案，七應用優勢主要體現在以下相關內容：第一，減少對硬件的要求，操作過程較為快速靈敏。第二，可以儲存較大的數據吞吐量，在大輛汽車同時駕駛過程能夠高效使用，并且容易訪問。第三，計算平臺下的虛擬化云儲存技術，具有分布式計算方法，有利于計算機平臺快速處理汽車駕駛任務，不僅支持智慧語音功能，韓榮和多個結構數據資源庫，實現信息資源共享，并能夠及時查詢汽車相關數據信息。

智慧網聯背景下為汽車產業健康發展提供一些動力，計算機共享平臺因此建立，并未企業數據提供便利、快捷的服務。虛擬技術打破以往汽車行駛信息落后、單一的發展情況，使汽車資源可利用價值更高，加快信息傳遞與交流。資源共享同時為汽車產業信息化建設提供數據支撐，使其利用率更高，并能夠充分展現其應用價值。

5 結束語

綜上所述，新時代下，智慧網聯汽車的建設逐漸產生了大量新興特征。為了彰顯其實際運用價值，應用虛擬化技術是當今時代發展的潮流。其不僅能夠滿足人們生活的實際需要，而且還能夠有效增加汽車駕駛信息服務效率與水平。這需要處理并更新數據處理方式。以計算平臺為支撐點，構建一個全新的虛擬信息系統工作模式，摒棄以往傳統的處理模式。另外，從概念上來說，相關汽車企業應充分意識到，智慧網聯時代下，人們比以前任何時期都要用到智慧汽車多功能的駕駛模式，同時這也是交通建設信息化發展的實際意義和價值。

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