【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空电子系统中机载图形处理领域，涉及一种混合安全等级应用的图形生成架构及方法。
技术介绍
1、传统的机载显示使用的操作系统一般为嵌入式实时操作系统，比如风河公司的vxworks系统，国产的天脉系统等，图形应用运行在这些操作系统之上，通过操作系统提供的机制保证了设备的可靠性和实时性。随着技术的发展，以国产麒麟、鸿蒙为代表的系统越来越多被采用，这些系统采用linux内核，相比于嵌入式实时操作系统，提供了丰富的功能组件以及第三方软件，如果能用于机载显示领域将能显著丰富机载显示软件的功能，提高开发的便利性。
2、机载图形生成的硬件架构一般分成两种，一种是基于独立cpu加独立gpu的架构，一种是基于soc芯片的架构。一般来说，独立cpu加独立gpu的架构的性能相对较强，而soc架构的集成度较高，内部集成cpu核心和gpu核心，占用的印制板面积也较小。
3、传统实现这种需求一般有如下解决方案：
4、使用两套独立的cpu加gpu，一套运行实时系统，另外一套运行非实时系统。
5、这种方案的优点是使用独立的两套硬件，隔离性好，架构简单。缺点是由于使用两套硬件，因此功耗、体积和成本都比较大，同时两套系统间的数据交互需要借助cpu的外围接口，在使用上和传输速度上相对较慢。
6、使用支持硬件虚拟化的cpu和gpu，通过虚拟化将一套cpu和gpu虚拟成两套虚拟cpu和gpu，一套运行实时系统，另外一套运行非实时系统。
7、这种方法的优点是只需要使用一套硬件就可完成，因此
技术实现思路
1、专利技术目的：在一些场景下，需要提供一种兼容嵌入式实时系统和非实时系统的混合安全图形解决方案，高安全的显示应用运行在嵌入式实时系统下，需要运行linux生态的显示应用的运行在非嵌入式系统下，这样既能保证传统的实时操作系统下开发的应用可以直接运行在新平台上，同时又实现了对linux生态的支持。相比于前面两种方案，在保证了对混合系统支持的同时，具有较好的适用性和能效比。
2、本专利技术提出了一种混合安全等级应用的图形生成架构及方法，可以实现同时支持实时操作系统和非实时操作系统，两套系统都可以使用gpu进行绘制，并且可对两路渲染内容进行合成、完整性监控等处理。
3、技术方案
4、第一方面，提供一种混合安全等级应用的图形生成架构，包括：多核soc、显示处理单元dpu、外部的独立gpu；
5、多核soc上运行有支持虚拟化的虚拟化管理软件；虚拟化层之上分别运行有实时操作系统和非实时操作系统，每个操作系统分配一个或多个处理器核；实时操作系统上运行soc内部gpu在实时操作系统下的驱动程序，非实时操作系统上运行独立gpu的驱动程序；
6、soc和外部的独立gpu互连，soc通过视频输出接口和dpu互连，独立gpu的输出通过自己的视频输出接口和dpu互连。
7、进一步的，soc包括内部gpu；
8、内部gpu的输出通过视频接口输出到dpu进行处理。
9、进一步的，dpu既能通过可编程逻辑fpga实现，又能通过专用芯片实现，功能包括将外部输入的视频进行叠加、开窗等处理，同时支持对关键显示参数进行完整性监控。
10、进一步的，soc通过pcie总线和外部的独立gpu互连。
11、第二方面，一种混合安全等级应用的图形生成方法，其特征在于，应用于权利要求1-4任一项所述的架构，该方法包括：
12、控制m个cpu核运行实时操作系统，n个cpu核运行非实时操作系统；
13、使m个cpu核通过芯片内部总线连接内部的gpu，进行图形绘制工作；
14、使n个cpu核通过pcie总线连接外部的独立gpu，进行图形绘制工作；m和n都是正整数；
15、将上述两路图形绘制输出在dpu内进行融合处理，最终结果送显。
16、进一步的，所述方法还包括：
17、在多核soc上运行虚拟化管理软件，建立虚拟化层实现m个cpu核运行实时操作系统，n个cpu核运行非实时操作系统。
18、进一步的，所述方法还包括：
19、在dpu内对显示的关键数据进行绘制完整性监控，原理是通过模板匹配的方式，对输入的关键数据绘制帧存和预期的帧存内容进行对比，从而保证安全关键数据显示的正确性。
20、有益效果：本专利技术提出一种混合安全等级应用的图形生成架构及方法，通过利用soc处理器的多核虚拟化，实现了兼容两种操作系统同时运行，同时，通过引入独立的gpu和dpu，增强了系统的安全性和可靠性。和使用2套硬件的方案相比，减少了1个独立的gpu和1个cpu，降低了成本和功耗。和使用硬件虚拟化的方案相比，降低了对硬件平台必须支持硬件虚拟化的要求，显著增强了应用范围。
21、本专利技术不依赖于具体的硬件平台，适应性和灵活性好，该专利技术实现简单、方便易用，适用于各种混合图形渲染的场合。推广性强，将会有广阔的市场使用空间和显著的经济效益。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种混合安全等级应用的图形生成架构，其特征在于，包括：多核SOC、显示处理单元DPU、外部的独立GPU；
2.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，SOC包括内部GPU；
3.根据权利要求2所述的架构，其特征在于，DPU既能通过可编程逻辑FPGA实现，又能通过专用芯片实现，功能包括将外部输入的视频进行叠加、开窗等处理，同时支持对关键显示参数进行完整性监控。
4.根据权利要求3所述的架构，其特征在于，SOC通过PCIE总线和外部的独立GPU互连。
5.一种混合安全等级应用的图形生成方法，其特征在于，应用于权利要求1-4任一项所述的架构，该方法包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.一种计算机可读的存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序倍处理器执行实现如权利要求5-7任一项所述的方法。
【技术特征摘要】
1.一种混合安全等级应用的图形生成架构，其特征在于，包括：多核soc、显示处理单元dpu、外部的独立gpu；
2.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，soc包括内部gpu；
3.根据权利要求2所述的架构，其特征在于，dpu既能通过可编程逻辑fpga实现，又能通过专用芯片实现，功能包括将外部输入的视频进行叠加、开窗等处理，同时支持对关键显示参数进行完整性监控。
4.根据权利要求3所述的架构，其特征在于，so...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖科，周皙，于乐，吉沛琦，时洋洋，
申请(专利权)人：中国航空无线电电子研究所，
类型：发明
国别省市：
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