Automotive Virtualization
XEN-Hypervisor auf Renesas R-Car S4 System-on-Chip
Der von EPAM unterstützte Open-Source-Hypervisor Xen ermöglicht die Konfiguration des R-Car S4 System-on-Chip von Renesas, um Gastbetriebssystemen den Zugriff auf die eingebetteten Automotive-Funktionen und Peripheriegeräte des Prozessors zu ermöglichen.
Die digitale Transformation stellt die Automobilindustrie vor eine große und dringende Herausforderung, nämlich die Entwicklung des softwaredefinierten Fahrzeugs der Zukunft. Das ist keine Kleinigkeit, denn die Automobilhersteller und -zulieferer müssen ihre bestehenden Betriebsmodelle, die aus mehr als 100 Jahren mechanikzentrierter Entwicklung stammen, auf elektro-, software- und datenzentrierte Modelle umstellen. Diese werden die Fahrzeuge des 21. Jahrhunderts antreiben.
Das softwaredefinierte Fahrzeug ist kein Selbstzweck. Es ist eine strategische Notwendigkeit für die globale Automobilindustrie, um die Nachfrage der Verbraucher nach autonomem Fahren, Konnektivität, Elektrifizierung und geteilter Mobilität befriedigen zu können. Wer daran arbeitet, steht vor der dringenden Notwendigkeit, den Kostendruck zu bewältigen, der mit der Integration von mehr Software und mehr Steuereinheiten in das »Software Defined Vehicle« verbunden ist.
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Implementierung eines kompletten Virtualisierungs-Sticks
Da es sich bei automobiler Software um einen nicht rechenzentrumsbasierten Use-Case handelt, stellt die Nutzung kostengünstiger Softwareentwicklungsplattformen für die Automobilbranche eine echte, wirtschaftliche Option dar. So ermöglicht etwa der Open-Source-Hypervisor Xen den Automobilherstellern die Implementierung eines kompletten eingebetteten und mobilen Virtualisierungs-Stacks. Damit können die ineffizienten Kosten für die Lizenzierung proprietärer Software pro Fahrzeug stark gesenkt werden. Das verbessert die langfristige Rentabilität der Hersteller und ermöglicht ihnen, die Kostenvorteile an die Verbraucher weiterzugeben.
EPAM Systems trägt bereits seit Längerem zum kontinuierlichen Wachstum des Open-Source-Hypervisors Xen in Automobilumgebungen bei. Nun hat mit der Entwicklung des Board Support Packages (BSP) eine neue Phase begonnen. Das Package ist für den Betrieb von Xen auf dem fortschrittlichen System-on-Chip R-Car S4 von Renesas erforderlich – nicht nur für das Automotive-Team von EPAM ist das ein wichtiger Meilenstein.
Denn wenn der Open-Source-Hypervisor Xen auf dem Renesas R-Car S4 SoC läuft, können Automobilhersteller ihre Systeme so entwickeln, dass sich die Lizenzkosten pro Fahrzeug im Vergleich zu proprietären Lösungen drastisch reduzieren. Gleichzeitig behalten sie die volle Kontrolle über den Quellcode und erfüllen die Anforderungen der Branche an die funktionale Sicherheit.
Gastbetriebssysteme erhalten Zugriff auf Embedded-Automotive-Funktionen
Mit dem von EPAM unterstützten Open-Source-Hypervisor Xen kann der R-Car S4 SoC so konfiguriert werden, dass Gastbetriebssysteme den Zugriff auf die Embedded-Automotive-Funktionen und Peripheriegeräte des Prozessors erhalten – einschließlich des Peripheral Component Interconnect Express (PCIe)-Bus-Controllers und der originalen Ethernet-Switch-Hardware von Renesas. Darüber hinaus ermöglicht EPAMs Unterstützung des Xen-Hypervisors Automobilherstellern den Einsatz von Open-Source-Software für gemischtfunktionale Sicherheitsfahrzeugsysteme.
Der R-Car-S4 von Renesas erlaubt den Automobilherstellern die Einführung von Fahrzeugservern mit verbesserter Leistung und erhöhter Sicherheit, mit High-Speed-Networking und funktionalen Sicherheitsstufen. Diese Anforderungen werden immer wichtiger, da sich die elektronischen Architekturen immer mehr in Domains und Zonen entwickeln. Die R-Car S4-Lösung kann unter Wiederverwendung von bis zu 88 Prozent des Software-Codes betrieben werden, der für R-Car SoCs der dritten Generation und RH850-MCU-Anwendungen entwickelt wurde. Das Softwarepaket unterstützt die Echtzeitverarbeitung mit verschiedenen Treibern und Basissoftware wie Linux BSP und Hypervisoren.
Xen Hypervisor und Vehicle-to-Cloud-Plattform AosEdge
Das Xen-Projekt, das von der Linux Foundation gehostet wird, ist aufgrund seiner Ausgereiftheit, seiner Isolations- und Sicherheitsfunktionen, seiner flexiblen Architektur und seiner Open-Source-Community der führende Hypervisor für Embedded-Systeme.
EPAM treibt nicht nur die Entwicklung des Xen Hypervisors für Embedded und Automotive voran, sondern wendet den Open-Source-Ansatz auch in anderen Einsatzgebieten der automobilen Welt an – etwa mit der neuen Vehicle-to-Cloud-Plattform AosEdge, die die nächste Phase in der Entwicklung von vernetzten Fahrzeugen darstellt.
AosEdge, das ebenfalls in Zusammenarbeit mit der Renesas Electronics Corporation entsteht, bietet eine effizientere Möglichkeit zur Bereitstellung von Software im Fahrzeug und vereinfacht die Funktionsweise verschiedener Software-Elemente innerhalb derselben Umgebung, so dass OEMs einen weiteren Baustein für die Entwicklung von echten softwaredefinierten Fahrzeugen in die Hand bekommen.
Der Autor
Alex Agizim
ist CTO Automotive & Embedded Systems bei EPAM Systems. Er verfügt über mehr als 25 Jahre Erfahrung in der Leitung von Entwicklungsteams mit Fokus auf der Erstellung von Systemarchitekturen und der Entwicklung von integrierten Systemen für die Automobil-, Unterhaltungselektronik- und Telekommunikationsbranche. Er leitet Innovationsprogramme für Automobile und vernetzte Fahrzeuge, in denen er die Entwicklung von komplexen Sicherheitssystemen auf Basis von Open-Source-Software vorantreibt.
Ein weiterer von Elektronik automotive veröffentlichter Artikel des Autors Alex Agizim: Vehicle-to-Cloud-Plattform als Basis: Services als Erfolgsmodell für das softwaredefinierte Fahrzeug
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