时间: 2025-08-03 17:58:01 | 作者: 蒸汽锅炉
近日，黑芝麻智能分析了集中化带来的安全隔离、实时性等关键挑战，并指出车用虚拟化技术是实现域控融合的核心解决方案。该技术能够优化资源分配、保障功能安全，从而有效推动汽车的智能化变革。
近年来，汽车电子电气架构正经历着从分布式到集中式的深刻变革。传统汽车中，各个功能模块（如仪表、娱乐系统、ADAS等）通常由独立的电子控制单元（ECU）实现，导致系统复杂、线束繁多、成本高昂。随着汽车智能化的发展，这种分布式架构已不足以满足需求，控制器融合成为必然选择。
现代汽车电子电气架构的演进可分为三个典型阶段，其核心驱动力来自智能化需求爆发与软件定义汽车理念的落地：
在分布式架构阶段，汽车的每个功能模块对应了独立的ECU，全车ECU数量可达100个以上。以宝马7系2015款为例，其ECU数量约为140个。这种架构虽然实现了功能的模块化设计，但也带来了一系列挑战：
通信协议碎片化：不同供应商的ECU采用不一样的通信协议（如CAN、LIN、FlexRay），导致系统集成困难。·
车身域：集成车身控制模块（BCM）、空调和灯光控制等功能。域控架构不仅减少了ECU
+区域控制的二级架构演进。中央计算平台负责高算力任务，而区域控制器则负责执行具体的控制功能。在硬件层面，黑芝麻智能于2023年发布的武当C1200家族芯片是首个车规级智能汽车跨域多功能融合计算平台，为中央计算和区域控制提供了强大的硬件支持。集中化带来的技术挑战
尽管集中化架构大幅度的提高了系统集成度和资源利用率，但也引入了以下关键性技术挑战：
QM级的娱乐系统）需在同一硬件平台上共存。安全隔离的核心在于确保高安全功能不受低安全功能干扰，涵盖功能安全和信息安全两方面。例如，低安全功能的崩溃不能影响高安全功能的执行，同时需防范侧信道攻击等安全威胁。实时性矛盾
车辆控制对实时性要求极高，而娱乐系统则更注重使用者真实的体验。如何协调实时系统与非实时系统的需求成为一大挑战。解决方案包括通过系统隔离实现互不干扰，利用时间敏感网络统一时间标签，并采用混合关键性调度策略优化系统协同。
不同功能的负载峰值时间各异，静态资源分配易导致算力浪费。尤其是在辅助驾驶和智能座舱领域，算力需求日渐增长。动态调度算力资源、实现负载均衡是提升硬件性能的关键。
车内通信架构从信号转向服务，对带宽的需求飞速增加。激光雷达和高精度地图的引入进一步加剧了通信负载。千兆以太网已成为量产车型的标配，而万兆以太网也即将普及。此外，辅助驾驶算法对内存带宽的需求明显提升，未来中央计算平台需支持超过100Gbps
车用虚拟化技术是应对上述挑战的核心解决方案之一。它可以在一定程度上完成安全隔离、构建混合关键性系统、协调多系统调度，并优化资源分配。以下是虚拟化技术的具体分类及其特点：
随着隔离程度降低，系统的资源复用率和动态调整能力提升，但虚拟化开销和安全风险也随之增加。现代车用SoC
部署灵活性增强：支持异构OS共存（如QNX与Android），实现计算资源动态分配，便于功能热升级与OTA。·
功能安全提升：通过故障隔离确保单个虚拟机崩溃不影响其他功能，资源监控可拦截非法内存访问，安全启动保障每个虚拟机的完整性。·
信息安全强化：虚拟机间通信可控，关键数据加密隔离，支持细粒度访问控制。·
零拷贝系统间通讯：通过共享内存实现高效数据传输，减少延迟。以智能座舱为例，虚拟化技术既保证了仪表系统的实时性与安全性（ASIL-B
Hypervisor监控阻止娱乐系统对关键资源的非法访问。虚拟化：域控融合的必经之路
+区域控制演进，虚拟化技术已成为域控融合无法替代的解决方案。它有效解决了功能安全与信息安全的矛盾，实现了实时系统与通用系统的共存，并优化了资源利用率与隔离需求的平衡。未来，随着芯片算力的提升和虚拟化技术的发展，全虚拟化方案将慢慢的变成为中央计算平台的主流选择。其他虚拟化技术补充：
TypeII拟化（宿主型虚拟化）：运行在通用OS之上（如VirtualBox），大多数都用在开发测试环境，由于性能和安全限制，不适合量产车。·
容器技术：轻量级虚拟化，共享内核，适用于应用级隔离（如多个娱乐应用），但不足以满足ASIL要求，常与Type I虚拟化配合使用。车用虚拟化技术正随着电子电气架构的演进持续发展。从当前域控制器的硬隔离主导，到未来中央计算平台的全虚拟化应用，这一技术将持续推动汽车智能化变革，在保证安全的前提下实现计算资源的最大化利用。汽车厂商与供应商需根据具体功能需求，选择适当的虚拟化方案，构建安全、高效、灵活的车载计算平台。
