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在EE架构趋于聚会化后，造谣化（Hypervisor）技艺的出现让“多系统”成为本质。在电子电气系统架构从散播式向域聚会式演进的大布景下，各式功能模块皆聚会到少数几个测度打算智商深广的域限度器中。此时，不同安全等第的应用需要共用相易的测度打算平台，传统的物理安全进击被突破。

造谣化（Hypervisor）技艺不错模拟出一个具有齐全硬件系统功能、驱动在一个完好意思进击环境中的测度打算机系统，此时供应商不再需要联想多个硬件来完毕不同的功能需求，而只需要在车载主芯片上进行造谣化的软件成立，形成多个造谣机，在每个造谣机上驱动相应的软件即可知足需求。Hypervisor提供了在合并硬件平台上承载异构操作系统的天真性，同期完毕了精熟的高可靠性和故障限度机制，以保证要道任务、硬实时应用要领和一般用途、不受信任的应用要领之间的安全进击，完毕了车载测度打算单位整合与算力分享。

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典型的智能网联汽车测度打算平台基础软件架构，安全MCU 运 行允洽ISO 26262 模范的Safety OS，完毕高安全级别的车辆 限度和车内通讯等。高性能片上系统(SoC)芯片借助造谣化 技艺完毕维持以Linux 为代表的全功能量级操作系统和 Safety OS 在多个造谣机上同期驱动 ，完毕环境感知定位、 旅途决策计算等核默算法及东谈主机接口处理算法。

硬件进击

硬件进击（Hardware Partition）架构将硬件资源通过硬件分区的神气进行分散和不断，硬件资源的所属分区领有对该资源的阅览和不断权限，其他分区不成对该资源进行操作。通过硬件分区的神气对资源进行不断，简化了资源附属和不断问题，便捷了软件开荒，但天真性稍差。

·要道应用Domain：不错在１秒内启动，主要用于驱动状貌，倒车影像，提前输出声息和诞妄处理等要道应用；

·多媒体应用Domain：主要用于驱动非要道应用负载，如Android等IVI功能。

硬件被静态进击，事先分派硬件包摄于要道应用域或非要道应用域，不需要hypervisor的维持，关系系统不错同期并行的阅览硬件资源。

优点是不错摒弃Hypervisor引入的性能蔓延，由于双系统间完毕了物理进击，多系统间彼此影响小，踏实性及安全性在多系统决议中皆达到最高法子，而且系统间交互通过底层模块保证，关于系统应用的开荒难度较低。

污点是，各系统关于硬件资源的需求在前期需要进行较为准确的计算联想，在分派后不不错动态驱动计算，一朝一侧系统资源弥留不不错使用其它系统的散逸资源，天真性较差，也容易导致资源哄骗率不及。

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造谣机不断器（Hypervisor）

Hypervisor 是一种驱动在物理行状器和操作系统之间的中间软件层，可允许多个操作系统和应用分享一套基础物理硬件，因此也不错看作是造谣环境中的“元”操作系统，它不错妥洽阅览行状器上的统共物理成立和造谣机，也叫造谣机监视器VMM（Virtual Machine Monitor）。

造谣机不断器（Hypervisor）架构基于造谣机不断器为每个造谣机，即车载操作系统单系统分派不同的资源，不错妥洽不同芯片、不同芯片底层软件、不同应用层软件，使得硬件和软件资源不错按照居品需求，天真地在不同的造谣机操作系统均分派。造谣机不断器是一种驱动在硬件层和操作系统之间的中间软件层，通过限度或允许阅览CPU、内存和外设等片上资源来界说每个单系统可用的功能，而单系统之间完好意思进击，某个单系统无法阅览未提供给自身的资源。

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造谣机不断器（Hypervisor）包括两种类型：

· Type-1祼机型

裸机型Hypervisor最为常见，径直装置在硬件资源之上，操作系统装置并驱动在Hypervisor之上。Type-1型造谣化技艺通过提供系统造谣机（举例模拟访佛于简直硬件的通盘系统），允许未经修改的客户机操作系统算作客户机驱动，该形状需要借助硬件的造谣化维持，举例X86架构AMD-V/Intel VT，ARMv8和Power架构的造谣化profile等。其上风在于客户操作系统不需要进行任何修改就不错使客户操作系统正常驱动，况兼它们并不知谈我方在造谣化环境下驱动。这种造谣化技艺使用肤浅，具有很好的兼容性，但这种造谣化神气由于需要捕捉客户操作系统发出的敏锐特权领导，进而通过造谣机不断器来模拟系统的特权领导，这个经由将缩短领导的践诺速率。

· Type-2宿主型

宿主型（又称基于操作系统造谣化）将造谣化层装置在主机操作系统中，造谣化软件以应用要领程度体式驱动在主机操作系统中，而主机操作系统驱动在物理硬件之上。由于Type-1技艺对硬件性能的条目较高，况兼驱动效力不高。因此提议了Type-2造谣化技艺科罚决议。在Type-2中，造谣机系统（客户OS）的内核需要经过特殊修改，把特权领导改成对造谣化层API的调用。在Type-1的基础上，把客户操作系统进行了修改，增多了一个格外的API，这个API不错将客户操作系统发出的领导进行最优化，即不需要Hypervisor升天一定的资源进行翻译操作，因此Hypervisor的使命包袱变得相当的小，因此举座的性能也有很大的提高。Type-2技艺不错减少模拟践诺特权领导形成的性能支出，另外这种技艺还不错优化I/O阅览和操作，驱动速率基本可达到本机速率。

容器（Container）

容器（Container）架构基于Linux内核和容器框架承载多个应用要领，这些承载应用要领的容器分享底层测度打算机和操作系统，Linux内核确保驱动在不同容器中的应用要领彼此进击，具有不同的文献系统、麇集和存储接口、处理器和内存。容器映像中的文献用作从该映像创建的容器的只读文献系统，在容器中驱动的要领看不到其他文献，且在容器内驱动的代码的行为寂寥于基础系统。

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· 造谣化的操作系统（Windows 或 Linux）可同期在单个硬件系统上驱动。

· 容器则可分享合并个操作系统内核，将应用程度与系统其他部分进击开。举例：ARM Linux 系统驱动 ARMLinux 容器，x86 Linux 系统驱动 x86 Linux 容器，x86 Windows 系统驱动 x86 Windows 容器。Linux 容工具有极佳的可移植性，但前提是它们必须与底层系统兼容。

造谣化会使用造谣机监控要领模拟硬件，从而使多个操作系统大概并行驱动。这不如容器节略。Linux 容器在本机操作系统上驱动，与统共容器分享该操作系统，因此应用和行状大概保抓轻巧，并行化快速驱动。

容器占用的大小比造谣机小许多，以致不错小到10MB，不错豪恣限度容器的内存和CPU使用率。与部署应用需要部署通盘操作系统的造谣机比拟，容器相当轻巧且启动飞速。这么让咱们不错快速推广容器并添加相易的容器。雷同，容器关于抓续集成和抓续部署（CI / CD）实施亦然极好的弃取。他们通过在开荒东谈主员之间分发和合并镜像来促进妥洽开荒。

然则容器仍无法提供与造谣机相易的安全性和踏实性。由于它们分享主机的内核，因此不成像造谣机一样完好意思进击。容器是程度级的进击，一个容器不错通过影响宿主机内核的踏实性来影响其他容器。一朝容器践诺了任务，它就会关闭并删除其中的所特殊据。如果但愿数据保留住来，则必须使用'数据卷'进行保存，这需要在主机上进行手动成立。

就容器和造谣机来说，因为其齐全的进击和安全性，造谣机频频用于条目尖酸的应用要领，麇集基础结构以及将消耗VM大部分资源的应用要领。而容器频频用于Web应用微行状。

搀杂架构

在内容应用中，为均衡功能与安全性的不同条目，可选拔三类基础架构中的两类或三类组合而成的搀杂架构，举例，硬件进击+造谣机不断器Type-1的搀杂架构。

有些造谣机不断器在Type2的基础上，将造谣机不断器完毕在一个宿主操作系统之上，但该操作系统既不错维持硬件造谣化过火它单系统驱动在其造谣机不断器之上，又不错驱动自身操作系统的功能和应用，并完毕与其它单系统间的进击。

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KVM 造谣机

KVM的全称是Kernel Virtual Machine，翻译成汉文等于内核造谣机。KVM是基于造谣化推广(Intel VT或AMD-V)的X86硬件，是Linux完好意思原生的全造谣化科罚决议。部分 的准造谣化维持，主如果通过准造谣麇集驱动要领的体式用于Linux和Windows客户机系统的。KVM目下联想为通过可加载的内核模块，维持往常的客户机操作系统，比 如Linux、BSD、Solaris、Windows、Haiku、ReactOS和AROS Research Operating System。

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在KVM架构中，造谣机完毕为老例的Linux程度，由法子Linux调动要领进行调动。事实上，每个造谣CPU清晰为一个老例的Linux程度。这使KVM大概享受Linux内核的统共功能。

KVM自己不践诺任何模拟，需要用户空间要领通过/dev/kvm接口设立一个客户机造谣行状器的地址空间，向它提供模拟的I/0，并将它的视频清晰映射回宿主的清晰屏。

KVM出生不久就被Linux社区遴选，成为随Linux内核发布的轻量型模块。与Linux内核集成，使KVM不错径直获益于最新的Linux内核开荒效力，比如更好的程度调动维持、更往常物理硬件平台的驱动、更高的代码质料等等。

Xen造谣机

Xen是一个径直在系统硬件上驱动的造谣机不断要领。Xen在系统硬件与造谣机之间插入一个造谣化层，将系统硬件鼎新为一个逻辑测度打算资源池，Xen可将其中的资源动态地分派给任何操作系统或应用要领。在造谣机中驱动的操作系统大概与造谣资源交互，就好像它们是物理资源一样。

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Xen被联想成为微内核的完毕，其自己仅仅厚爱不断处理器和内存资源。Xen上头驱动的统共造谣机中，0号造谣机是特殊的，其中驱动的是经过修改的维持准造谣化的Linux操作系统，大部分的输入输出成立皆交由这个造谣机径直限度，而Xen自己并不径直限度它们。这么作念不错使基于Xen的系统不错最大程度地复用Linux内核的驱动要领。更往常地说，Xen造谣化决议在Xen Hypervisor和0号造谣机的功能上作念了贤慧的分散，既大概重用大部分Linux内核的纯属代码，又不错限度系统之间的进击型和针对造谣机愈加有用的不断和调动。频频，0号造谣机也被视为是Xen造谣化决议的一部分。

Xen上头驱动的造谣机，既维持准造谣化，也维持全造谣化，不错驱动险些统共不错在X86物理平台上驱动的操作系统，Xen还维持ARM平台的造谣化。

Xen比较难于成立和使用，部署会占用相对较大的空间，而且相当依赖于0号造谣机中的Linux操作系统。Xen微内核径直驱动于简直物理硬件之上，开荒和调试皆比基于操作系统的造谣化贫困。Xen最大的贫困在于Linux内核社区的阻抑，导致Xen关系的内核更正一直不成告成干预内核源代码，从而无法实时得到内核最新开荒效力的维持，这与KVM形成了显着的对比。

QNX Hypervisor

QNX提供的闭源造谣机是基于type1实时优先级的微内核不断要领，用于不断造谣机。QNX造谣机不断要领不错更容易地取得安全要道部件，并通过进击不同的客户端操 作系统的非安全要道组件，以确保安全性。QNX Hypervisor大概知足镶嵌式零停机出产系统的精度条目。

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通过QNX Hypervisor，不错安全地整合多个操作系统，使其在合并SoC上共 存，使用特有的QNX OS微内核体系缚构构建，并将安全要道组件与非安全 要道组件分开。与安全关系的组件在一个操作系统上驱动，而非安全关系的 组件则在造谣机上的另一个操作系统上驱动。通过具有最高安全合规性和预 认证水平的不断要领技艺，不错减少安全认证时候和资本。哄骗POSIX和VirtIO等法子，QNX Hypervisor提供了将安全要道组件与非安 全要道组件分离和进击的功能。使用QNX Hypervisor把柄系统条目搀杂虚 拟和主机环境。主机环境是维持造谣机的行状域。寂寥的进击客户操作系统。

QNX Hypervisor维持QNX Neutrino OS，Linux和Android操作系统，以及 其他未修改的操作系统，RTOS和实时践诺要领。

ACRN Hypervisor

ACRN是一个比较纯属、踏实的基础造谣化技艺开源决议，目下只可应用于Intel系列芯片。ACRN不错天确凿维持逻辑分区、分享和搀杂形状。

ACRN有两个要道构成：hypervisor和ACRN成立模块。ACRN Hypervisor是一个Type1的hypervisor，不错径直驱动于裸机上。ACRN成立模块是针对造谣成立仿确凿参考框架完毕，它提供丰富的I/O造谣化维持，目下计算维持音频、视频、图形和USB。跟着社区发展，展望会有更多成立造谣化功能加入。

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ACRN Hypervisor驱动在裸机上，然后在其上不错驱动一个基于Linux的服 务操作系统（SOS），然后不错同期驱动多个客户操作系统，以便整合使命 负载。ACRN Hypervisor为Service OS创造了第一个造谣环境，然后启动 Guest OS。Service OS驱动腹地成立驱动要领来不断硬件，向Guest OS提 供I/O mediation。Service OS以系统最高优先级的造谣机驱动，以知足时 间对敏锐需乞降系统行状质料（QoS）的条目。Service OS目下不错驱动 Clear Linux，然则ACRN也维持其它Linux的刊行版或者专有RTOS算作 Service OS或Guest OS。为了保抓ACRN Hypervisor代码库尽可能小且高效，大部分红立模块的完毕驻留在Service OS，用来提供成立分享和其它功 能。指标是保证在资源受限的成立上完毕小尺寸，低蔓延的代码库的优化。

硬件资源不错被分红两个区域部分，一部分不错径直被Hypervisor启动，以致不错在VM启动之前。若果莫得提前启动的VM，Service VM是第一个启动的，况兼不错径直获取硬件资源。ACRN为镶嵌式和车载应用量身定制的虚 拟化决议，追求天真性、轻量级，况兼在开荒阶段对代码量有严格限度。由 于代码量小，在作念实时性、踏实性和功能安全的认证时就会比较便捷。ACRN在联想上考虑了功能安全的要乞降实时性条目，在开源社区里也在推 动允洽功能安全认证的开荒形状，是针对车载的技艺决议。它径直驱动在芯 片上，有Service OS的办法，这个办法是为了把I/O成立维持单独拿出来放 在OS里，当今开源的Service OS是基于Linux的。在车载领域有许多I/O资 源的分享，Service OS会把状貌盘作念在内部，ADAS的清晰功能作念在ADAS 的VM里，Android、中控和后台皆有单独的造谣机。从I/O的蔓延来讲，实时性能不是最佳，因为I/O阅览要经过Service OS。

COQOS Hypervisor

OpenSynergy公司总部位于德国柏林，专注于研发汽车电子系统的通用软件操作系统（平台）COQOS。该系统通过造谣技艺，完毕了信息文娱软件和AUTOSAR功能在单一硬件上安全驱动。基于模块化理念，COQOS软件可应用于车载主清晰器、仪器板及车身限度模块。此外，OpenSynergy公司还提供在车载信息文娱系统、AUTOSAR等方面的不时与软件工程行状。2016年松下收购了OpenSynergy GmbH的沿途股份，将其变为子公司。

COQOS Hypervisor不仅可用于座舱，也不错用于自动驾驶 系统，对自恰当AUTOSAR也有对应，况兼也通过了2018版 的ASIL-B级认证。最新的COQOS Hypervisor SDK围绕安全 高效的造谣机不断要领构建，可在一个SoC上同期驱动多用 途操作系统以及RTOS和AUTOSAR兼容软件。

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COQO脾气：

· COQOS提供了一种资源分区机制，用于为不同的OS分区分家数统资源。AUTOSAR和Linux OS不错在单个硬件平台上单独的分区上托管，并使用此机制分享系统资源。

· COQOS提供时候分散机制，用于为驻留实时和非实时应用要领的不同OS分区分派CPU时候插槽（timeslots）。AUTOSAR实时和Linux的非实时应用要领不错使用这种天确凿时候分散决议来阅览CPU时候。

· COQOS提供了几种通讯方法，以使分区之间大概进行操作系统间的通讯，并哄骗其中一种方法在AUTOSAR和Linux之间传输数据信号在咱们的原型模子中的应用。

· COQOS是格外为汽车领域联想的，它对AUTOSAR体系缚构和镶嵌式Linux操作系统的造谣有很好的维持。

· COQOS基于PikeOS微内核，它提供了一个最小的代码库的轻量级综合层。它往时常应用于安全要道航空电子成立和工业应用领域。它不错完毕硬，实时功能和认证允洽严格的安全法子(IEC61508，EN50128等)。

谦川科技T-Hypervisor

T-Hyper 是一款高安全、高可靠造谣化居品，选拔业 绩首先进的Micro-Hypervisor架构，时候、空隔绝 离，单一造谣机崩溃不会影响内核与其他造谣机。同 时，造谣机资源与权限不错细粒度分散，并可天真配 置，幸免权限过大，幸免单一造谣机受到弱点后影响 全局系统。此外，T-Hyper选拔新式体式化考据技艺， 经过数学讲解的要道逻辑，为系统的可靠性和安全性 提供坚实基础。

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目下，T-Hyper主要维持ARM架构，已粉饰芯片包括 MTK8666系列， NXP i.MX8系列等。T-Hyper在硬件 资源维持的前提下，可同期维持4个以上Guest OS， 其造谣化支出平均不起先3%，维持SMMU、MPU等 多种芯片级进击机制。

微内核hypervisor在用户空间分级，程度进击，权限限度以及资源阅览作念到程度间彼此寂寥，资源和权限高可控。保险系统更安全可靠。

微内核hypervisor代表：谦川T-hyper；宏内核hypervisor代表：如：KVM，XEN

中瓴智行 RAITE Hypervisor

RAITE Hypervisor是基于微内核的高性能强实时Type-1型Hypervisor，可同期驱动Linux、Android、FreeRTOS等多个造谣机系统，可完毕CPU、内存、外设等硬件资源 在操作系统间的有用进击。基于Hypervisor系统，可搭建法子化、模块化的基础软件平台，知足智能汽车，轨谈交通等领域智能成立对多操作系统的系统信息安全和功能 安全交融需求。

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居品脾气:

· Type1型Hypervisor，维持多造谣机同期驱动和进击

· 维持硬件援助造谣化，典型场景造谣机性能损耗<2%

· 造谣机快速通讯，和多屏交互功能

· 维持造谣机SMP驱动

· 维持基于优先级和时候分区调动。

芯片维持:

· NXP i.MX8

· Renesas R-Car H3

· Renesas R-Car M3

· Semidrive X9

· MTK Series

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