基于NXP iMX8QM 汽车仪表+车载娱乐双作业系统解决方案

在汽车产业不断的发展下，新型汽车都有一个可使用地图、娱乐和其他功能的资讯面板(所谓的车载娱乐系统)。另一方面，数位仪表板也正在取代传统汽车的仪表板。

现阶段，每个车商所开发数位仪表板与车载娱乐系统，都是由两套独立的芯片系统所完成设计。一套芯片系统负责数位仪表板，另一套芯片系统负责车载娱乐系统。例如：数位仪表板系统可以由i.mx6Q的芯片实现。i.mx6Q的芯片周边必需有独立的电源系统，储存装置，记忆体芯片，再搭配许多的传输界面(如CAN-FD,LIN,Ethernet..)来达到数位仪表板所需的功能。车载娱乐系统可以由i.mx6QP的芯片实现。i.mx6QP的芯片周边也必需有独立的电源系统，储存装置，记忆体芯片，再搭配多媒体界面(如WIFI,BT,USB..)来达到车载娱乐多媒体所需的功能。在这样的架构之下，开发商的所开发的系统就会变得复杂，成本也会居高不下。由上面的例子来看，在两套系统中的"电源系统，储存装置，记忆体芯片"就会使用到两套。

双芯片双系统架构

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2020-9-16 15:25 上传因此，在基于单芯片之下独立进行双系统的方案就油然而生。这样一来可以开发上节省成本。单芯片系统中，只需要一套的"电源系统，储存装置，记忆体芯片"。基于单芯片之下独立进行双系统，一个系统负责数位仪表板，一个系统负责车载娱乐。应用说明如下：I.MX8QM芯片内部有4个Cortex-A53核芯，2个Cortex-A72核芯，2个Cortex-M4F核芯与2个GC700+的绘图核芯。

1. 规划将2个Cortex-A72核芯，1个GC700+的绘图核芯与1个Cortex-M4F核芯：执行LINUX作业系统，并在LINUX系统上执行数位仪表板的功能。

将I.MX8QM芯片大部分的 IO 接口分配给数位仪表板(如: CAN/LIN BUS, Ethernet, ...)。

数位仪表板在车子需要强大的安全机制。I.MX8QM可以透过Cortex-M4F核芯来完成系统错误回复机制，让驾驶者不至于恐慌。Cortex-M4F核芯也可以用来加速数位仪表板的开机。

2 规划将4个Cortex-A53核芯，1个GC700+的绘图核芯与1个Cortex-M4F核芯：执行Android Auto作业系统，并在Android Auto系统上执行车载娱乐的功能。

将I.MX8QM芯片中多媒体的 IO 接口分配给数位仪表板(如: USB, SD Card, WIFI/BT, HDMI..)。

单芯片双系统

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2020-9-16 15:29 上传以下为I.MX8QM芯片在单芯片架构执行双系统展示影片：

另外，由于I.MX8QM芯片是最新世代的芯片，通过了ISO26262与ASIL-B在车用市场上的认证。

由于通果这些认证，更能确保I.MX8QM芯片在车用系统上的安全等级。

1. 提供灵活快速的启动机制：I.MX8QM芯片内含Cortex-M4F核芯，灵活使用Cortex-M4F核芯达到快速启动。

快速启动机制

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2020-9-16 15:25 上传2. 提供显示屏故障转移功能：I.MX8QM芯片内含Cortex-M4F核芯，当Cortex-A 核芯或GPU显示核芯发生问题时，系统将使用Cortex-M4F核芯启动简易显示功能。让驾驶者随时掌握驾驶机讯(油耗，时速..)。

并将重启Cortex-A 核芯或GPU显示核芯，让其能正常工作，启动华丽3D显示功能。

显示屏故障转移功能

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2020-9-16 15:25 上传基于NXP i.MX8QM的软体架构支援如下：

1. 完整的基于LINUX的YCOTO作业系统的BSP，提供客户快速开发。 随时更新至新的版本(Linux L4.9.88~Linux 4.14.62~Linux 4.14.78...)

2. 完整的ANDROID作业系统的BSP，提供客户快速开发。 随时更新至新的版本(Android N7.1.2-~Android O8.1.0...)

3. 完整的ANDROID AUTO作业系统的BSP，提供客户快速开发。随时更新至新的版本(Android AUTO O8.1.0-~Android AUTOP9.0.0...)

4. 针对QNX作业系统，协助客户快速开发。

5. 另外基于双系统的架构之下，可以提供虚拟机管理程序(Hypervisor) 让客户允许在同一硬件上运行多个全功能的操作系统。提供隔离，管理程序。  在这里，我们所提供的虚拟机管理程序为"XEN"

XEN虚拟机管理程序的好处如下：

它可以让所有的作业系统同时运行在单一芯片的硬体架构上，而且作业系统间为独立运行不相互影响。

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2020-9-16 15:25 上传XEN虚拟机管理程序(Xen®Hypervisor)

•Xen是一种开源的类型1或裸机虚拟机管理程序，可以在一台计算机(或主机)上并行运行多个操作系统实例或实际上不同的操作系统。

•Xen用作许多不同商业和开源应用程序的基础，例如：服务器虚拟化，基础架构即服务(IaaS)，桌面虚拟化，安全应用程序，嵌入式和硬件设备。

•Xen使用户能够提高服务器利用率，整合服务器场，降低复杂性并降低总体拥有成本。

► 场景应用图

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2020-9-16 15:25 上传► 产品实体图

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2020-9-16 15:25 上传► 展示版照片

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2020-9-16 15:25 上传► 方案方块图

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2020-9-16 15:25 上传► 单芯片独立双作业系统[数位仪表(Linux)+车载娱乐系统(Android Auto)]

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2020-9-16 15:25 上传► 实际应用: 单芯片独立双作业系统[数位仪表(Linux)+车载娱乐系统(Android)]

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2020-9-16 15:25 上传► 核心技术优势

-借助先进的全芯片硬体虚拟化和域保护，实现高速多操作系统平台部署

-跨4x FHD萤幕或1x 4K萤幕，部署丰富、完整的独立图形

-借助SafeAssure®故障恢复显示屏控制器，确保所有显示屏始终运行

-借助强大的视觉管道和音频处理子系统，整合视觉和语音识别交互

-借助引脚和电源兼容封装和软体友好复制准确IP块，快速部署多款产品

-Android™*，Linux®*，FreeRTOS，QNX™*，Green Hills®，Dornerworks* XEN™*

-汽车AEC-Q100等级3 (-40°至125° C Tj)，芯片通过ISO26262 ,ASIL-B

-恩智浦的10年和15年产品长期供货计划提供全面支持

► 方案规格

【处理器复合体】

-内核复合体#1: 4x Cortex-A53

-内核复合体#2: 2x Cortex-A72

-2x Cortex-M4F

-1个HIFI4 DSP

【多媒体】

-16 Vec4-Shader GPU，32计算单元OpenGL* ES 3.0和Vulkan*支持硬体曲面细分【和几何渲染】

-分割GPU架构支持2x 8着色器内核

-视觉扩展

-4k h.265解码，1080p h.264编码

【数据连接】

-2x PCIe 3.0 (2通道或2x 1通道)

-双千兆以太网，带音频视频桥接(AVB)

-1x MLB150，3x Flex-CAN

-2x 12位ADC (每个8通道)

-1x USB 3.0，2x USB 2.0，带PHY

-3x SD 3.0和eMMC 5.0

-4x SPI，2x ESAI，5x SAI，1x键盘

-5x i2C (高速)，8x i2C (低速)

-1x SPDIF，2x MPEG-2 T/S

-1x FPGA接口(QuadSPI)

【显示】

-2x 显示处理器控制器，带在线混合和WARP

-SafeAssure故障恢复功能(每DPC)

-2x 4通道MIPI DSI

-2x 4通道MIPI CSI

-2x LVDS

-1x HDMI* 2.0 TX，带HDCP* 2.2，1x eDP* 1.2，1x DP* 1.4

-1x HDMI 1.4 RX，带HDCP 2.2

【安全性】

-高可靠引导，SHE

-TRNG，AES-128，AES-256，3DES，ARC4，RSA4096，SHA-1，SHA-2，SHA-256，【MD-5】

-RSA-1024，2048，3072，4096和安全密钥存储

-防篡改引脚(有源和无源)

-在线加密引擎(AES-128)

【存储器】

-64位LPDDR4和DDR4支持

-1x OctoSPI或2x QuadSPI

-SATA 3.0 (或1x PCIe 3.0 1通道)

【温度】

-汽车AEC-Q100等级3 (-40°至125° C Tj)，工业(-40°至105° C Tj)，消费电子(-20°至105° C Tj)

【高级电源管理】

-推荐的PMIC：PF8200：面向i.MX 8和i.MX 8X系列的电源管理集成电路

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文章出处：大联大