HIL-Replay台架CHR使用手册

本文档主要介绍HIL-Replay台架CHR的使用方法和SDK二次开发。CHR台架硬件配置如下：

SDK下载

CH2板卡

CH2板卡基础用法配置如下：

1. SW9拨码配置为0/1/0/1的sd卡启动模式（注意拨码数字"1234"一侧为0，而"ON KE"一侧为1）
2. SW10拨码配置为0/1/0/1，配置MAX9295加串器的IIC默认地址为80，以及GMSL2为6Gbs模式
3. sd卡用读卡器在PC上格式化为fat32，然后在根目录下放入BOOT.bin（固件镜像），最后把sd卡插入CH2板卡的sd卡插槽
4. 注意风扇正确插入FAN插槽，RST开关拨ON（即靠近FAN插槽一侧）。在服务器关机状态下，把CH2板卡插到PCIe的x16插槽，此时板卡完全由PCIe插槽供电不需要外接电源
5. 上图中有三组12路视频编号，这里推荐用“罗森版HFM四腔母头转XX”系列的mini-fakra线材来连接CH2板卡和你的域控，比较常见的情况如下：

安装依赖

SDK默认运行环境为ubuntu22.04，如果是其他Linux操作系统，我们可以进行适配工作。

在ubuntu22.04系统中下载SDK后unzip hil_replay_sdk-vx.y.z.zip解压，cd进入hil_replay_sdk目录，用root运行host_install.sh脚本。host_install.sh脚本做了三件事：

1. 更换lowlatency的ubuntu内核，并且优化系统性能
2. 安装必要的系统依赖和pip依赖
3. 安装Nvidia显卡驱动和CH2板卡驱动
4. CAN卡驱动（PEAK的pcan驱动和FINTEK的f81601a驱动），如果你没有用这两种CAN卡可直接忽略

安装过程中请按照脚本提示对系统进行重启，最终输出"host_install ok!"代表脚本运行成功。

如果服务器插了CH2板卡，如果ls /dev/xdma*可以看到相关设备则代表CH2板卡驱动安装成功。

如果服务器插了Nvidia显卡，运行nvtop可以看到GPU信息代表显卡驱动安装成功。

如果服务器插了PEAK或者FINTEK的CAN卡，运行ip link show可以看到can0/can1/can2/can3这样的socketcan设备，则代表can卡驱动安装成功。

部署SDK

在config.sh中可以对SDK参数进行配置，每次修改完config.sh之后，必须运行一次./host_deploy.sh重启服务。

可以看到SDK包含了video.service（必选）、can.service（可选）和timesync.service（可选）这三个服务：

• video.service:常驻后台服务，video.service通过共享内存接受来自decode_video_app解码后的raw图像，然后再走PCIe传到CH2板卡中
• can.service:常驻后台服务，负责管理socketcan接口
• timesync.service:常驻后台服务，负责管理域控和服务器的时间同步，自带基于clockdiff和ptp两种时间同步方法

在config.sh中，配置core核心参数部分：

• HOST_USER：操作系统非root普通用户名
• ENABLE_SERVICES：这里必选video，can和timesync服务可以不选
• HIL_TS_SRC：回灌的时候SDK会比较等待注入每帧数据的时间戳和当前HIL_TS_SR对应的时间，如果时间到了则立刻注入该帧
  • CLOCK_REALTIME：直接获取当前系统时间，即你运行date命令输出的这个时间
  • clockdiff：timesync.service服务会基于chronyd实时测量服务器HOST和待测DUT(DeviceUnderTest)域控的时间差，然后更新到/dev/shm/HOST_clockdiff_DUT共享内存中，这样就能通过读取HOST_clockdiff_DUT共享内存间接获取DUT时间
  • /dev/ptp0：基于ptp/gptp协议把待测DUT(DeviceUnderTest)域控的时间同步到本地网卡时间，也就是运行sudo phc_ctl /dev/ptp0 get输出的这个时间
• REPLAY_OR_SIM: 这里Replay模式为0
• BIND_CPU: 在大负载的情况下，用lscpu.txt配置文件对关键进程绑定到固定CPU核心上，优化性能

在config.sh中，配置video.service参数部分：

• REPLAY_AHEAD： 回灌开始的时候，SDK会去VIDEO_A_0_PATH视频第一帧的时间戳作为起始时间T_start，然后把时间回拨到T_start - REPLAY_AHEAD时刻，系统需要在回注开始前完成时间同步等准备工作
• VIDEO_TS_SUBTRACT：decode_video_app在获取每帧视频时间戳的时候，会减去这个值，来对注入链路延迟进行补偿
• RAW8_R_ISP_LUT：把RAW8图像通过反向ISP接口转换为RAW10/12/14/16，你可以自行设定增益、gamma等参数，对应映射关系见raw8_reverse_isp_lut.png，如下
• VIDEO_FSYNC_USE：VIDEO_FSYNC_USE=0的时候，图像根据时间戳注入域控DUT；VIDEO_FSYNC_USE=1的时候，图像会等待域控的frame-sync/frame-trigger信号到达后才注入
• 12路视频分成四组：0到3组、4到7组、8到9组、10到11组，每组的分辨率和图像格式相同

在config.sh中，can.service参数部分配置CHR台架自带PEAK和FINTEK的CAN卡（你可以在ENABLE_SERVICES环境变量中删除这个服务）：

• CAN_DRIVER：PEAK对应pcan，FINTEK对应f81601a
• CAN_*:配置socketcan名称和是否为canfd

在config.sh中，timesync.service参数部分配置CHR台架自带的clockdiff和ptp的两种同步机制（你可以在ENABLE_SERVICES环境变量中删除这个服务）：

• HOST_*：这部分配置是为了让DUT域控能通过HOST的WAN口上外网
• DUT_HOST_SYNC：选择clockdiff会在DUT域控中运行chronyd服务端，HOST主机侧用chronyd客户端通过ntp协议查询和DUT的时间差，然后写入/dev/shm/HOST_clockdiff_DUT共享内存中；选择ptp会在DUT域控中运行ptp4l服务端，HOST主机通过ptp4l把时间到本地网卡HOST_LAN中
• timesync这个服务假设DUT域控是aarch64的linux操作系统，所以不支持QNX系统。修改完config.sh中timesync相关参数后，需要运行./dut_deploy.sh，该脚本会把dut_deploy目录下的dut.service服务部署的DUT域控中，域控开机自启动服务运行dut.sh

标定视频

在tools目录下，运行h264_gen.sh默认可以生成1920x1536@30fps且每帧带有时间戳的h264标定视频，你也可以按你需求修改参数。推荐使用KMPlayer查看生成的h264/h264，生成的h264视频会在每帧画上时间戳+帧号，并且在h264视频流中也会嵌入时间戳+帧号，如下图：

我们把视频注入DUT域控之后，域控再录制下来之后带时间戳的视频之后，我们就可以通过OCR识别出时间戳+帧号从而验证出注入的准确性。具体可以参考tools目录下的h264_ocr.sh脚本。

这里运行命令生成12路标定视频如下：

./h264_gen.sh
cp tmp.raw.h264 ../data/video_a0.h264
cp tmp.raw.h264 ../data/video_a1.h264
cp tmp.raw.h264 ../data/video_a2.h264
cp tmp.raw.h264 ../data/video_a3.h264
cp tmp.raw.h264 ../data/video_a4.h264
cp tmp.raw.h264 ../data/video_a5.h264
cp tmp.raw.h264 ../data/video_a6.h264
cp tmp.raw.h264 ../data/video_a7.h264
cp tmp.raw.h264 ../data/video_a8.h264
cp tmp.raw.h264 ../data/video_a9.h264
cp tmp.raw.h264 ../data/video_a10.h264
cp tmp.raw.h264 ../data/video_a11.h264

开始注入

现在模拟注入12路视频、can和udp，由于负载很大这里配置config.sh中的BIND_CPU=1来对进程进行绑核优化（如果你服务器配置很好也可以BIND_CPU=0不绑核）。绑核配置文件见lscpu.txt，绑核的时候尽量把同一个进程绑定到1个物理CPU的2个逻辑核上。比如下面这个lscpu.txt的绑核配置中，可以看到CPU为16核32线程，有4个NUMA节点，同一个进程被绑定到同1个物理CPU的2个逻辑核上。

# The following is the parsable format, which can be fed to other
# programs. Each different item in every column has an unique ID
# starting usually from zero.
# Node,CPU
0,0,video_service_app_0_0
0,1,decode_video_app_0_0
0,2,decode_video_app_0_4
0,3,decode_video_app_0_8
1,4,video_service_app_0_1
1,5,decode_video_app_0_1
1,6,decode_video_app_0_5
1,7,decode_video_app_0_9
2,8,video_service_app_0_2
2,9,decode_video_app_0_2
2,10,decode_video_app_0_6
2,11,decode_video_app_0_10
3,12,video_service_app_0_3
3,13,decode_video_app_0_3
3,14,decode_video_app_0_7
3,15,demo_can,decode_video_app_0_11
0,16,video_service_app_1_0
0,17,decode_video_app_0_0
0,18,decode_video_app_0_4
0,19,decode_video_app_0_8
1,20,video_service_app_1_1
1,21,decode_video_app_0_1
1,22,decode_video_app_0_5
1,23,decode_video_app_0_9
2,24,video_service_app_1_2
2,25,decode_video_app_0_2
2,26,decode_video_app_0_6
2,27,decode_video_app_0_10
3,28,video_service_app_1_3
3,29,decode_video_app_0_3
3,30,decode_video_app_0_7
3,31,demo_udp,decode_video_app_0_11

运行./replay.sh，正式开始一次注入，流程如下：

1. 首先把所有12路h264/h265视频流中每帧时间戳都解析出来，然后把第0路视频第一帧时间作为起始时间
2. 把待测DUT域控时间回拨到起始时间前一点，然后等待待测DUT域控会和HOST主机自动时间同步OK
3. 在背景中运行demo_can.sh进程注入can数据，运行demo_udp.sh进程注入以太网udp数据
4. 在背景中运行12个decode_video_app进程，解码12路视频数据

注入开始后，运行./monitor.sh可以监控注入情况，如下图： 上图可以看到12路video注入帧率都是30fps，是绿色OKAY状态。 timesync服务选择的clockdiff同步方式，且成功测出了DUT域控和HOST的时间差，是绿色OKAY状态。 can服务链路正常，但是没用流量所以是黄色WARN状态，一旦有发送can报文就是绿色OKAY状态。

二次开发

客户可以对decode_video_app和libhil_api.so进行二次开发，在api子目录中运行./build.sh即可编译这两个二进制。

decode_video_app主要是通过ffmpeg对视频进行解码，然后把解码后的图像通过共享内存给video.service，video.service再通过PCIe把图像传给CH2板卡。

libhil_api.so主要是获取当前仿真时间hil_ts，客户可能有自己的时间同步方案，可以在修改这里。

demo_can.sh和demo_udp.sh只是一个空的模板，客户可以替换里面的逻辑实现CAN和UDP的注入。

CH2板卡进阶用法

SW9全部为ON/ON/ON/ON状态为JTAG模式，OFF/ON/OFF/ON为sd卡启动模式，原理图如下：

SW10为OFF/ON/OFF/ON状态为I2C地址80+6Gbs模式，其他模式配置见如下原理图：

两个12pin的简牛口引出了GMSL2加串器的frame-sync/frame-trigger接口以及IIC接口，方便获取对应信号，如下图：

把BOOT.BIN放到hil_replay_sdk/tools目录下，运行./flash.sh BOOT.BIN可以刷写CH2板卡固件，刷写完后需要reboot重启服务器。