如今,車載信息娛樂(IVI)系統(tǒng)的功能在消費者購買新車的決定中起著關(guān)鍵性的作用。消費者對每款新推出車型的車載信息娛樂功能水平都有很大的期待。因此,汽車生產(chǎn)商及其供應(yīng)商也面臨著極大的壓力,為了超越競爭對手,他們需要以更快的速度推出新型車載信息娛樂系統(tǒng)。
標(biāo)準(zhǔn)的車載信息娛樂功能目前包括GPS導(dǎo)航、多媒體娛樂、音控和安全診斷。未來,不斷發(fā)展的車載信息娛樂技術(shù)還將包括移動辦公、用戶可下載應(yīng)用、智能導(dǎo)航和車輛追蹤、手勢識別和云連接等。在供應(yīng)鏈的下游,半導(dǎo)體生產(chǎn)商正致力于拓展業(yè)務(wù)和產(chǎn)品系列,以支持車載信息娛樂功能。正如開放的大路一樣,車載信息娛樂的未來充滿了無限可能。
車載信息娛樂市場和手機市場在先進性和技術(shù)方面有很多相似之處。智能電話技術(shù)使用戶對高性能3D圖像、觸摸屏技術(shù)和定期內(nèi)容更新有了新的期望。從某種程度上來說,這些技術(shù)皆可用于車載信息娛樂系統(tǒng)。然而,由于缺乏可重復(fù)使用的代碼或因太復(fù)雜或難以處理而無法適配的開源中間件,車載信息娛樂技術(shù)很難實現(xiàn)重大突破。
隨著主要軟件升級的成本不斷攀升,車價有可能會超出普通消費者所能承受的水平。因此,汽車生產(chǎn)商正在尋找新的方式來降低生產(chǎn)和維護車載信息娛樂軟件的成本。據(jù) linuxinsider.com網(wǎng)站信息顯示,一輛高端豪車因此所使用的代碼多達2000多萬行,而這一數(shù)量還將不斷增加。
開源軟件是降低生產(chǎn)和維護車載信息娛樂系統(tǒng)成本的一種方式。通過結(jié)成行業(yè)聯(lián)盟,汽車生產(chǎn)商及其供應(yīng)商可能共享從商業(yè)角度上來說在他們的市場上沒有差別的車載信息娛樂系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和軟件。
向開源軟件轉(zhuǎn)型
與其它行業(yè)細分領(lǐng)域相比,汽車生產(chǎn)商采用開源模式的時間較晚。有關(guān)所有權(quán)、責(zé)任和授權(quán)的問題是主要障礙。然而,就車載信息娛樂系統(tǒng)來說,一個非常靈活的操作系統(tǒng),諸如Linux等,會使汽車生產(chǎn)商及其供應(yīng)商能夠更加輕松地解決這些問題?;贚inux 的系統(tǒng)在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和消費類電子領(lǐng)域得到了公認,自然也適用于高級車載信息娛樂系統(tǒng)。采用 Linux的汽車制造商(OEM)能夠利用迅速發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)和由世界級開發(fā)商組成的活躍社群,而不是將消費者導(dǎo)向功能添加到傳統(tǒng)的私有汽車操作系統(tǒng)中。這些社群所使用的現(xiàn)有開源代碼將在調(diào)整后用于車載信息娛樂系統(tǒng)。
GENIVI聯(lián)盟:合作社群
一方面,汽車行業(yè)一直競爭激烈。而從另一方面來說,鼓勵行業(yè)合作也有助于在維護安全性和可靠性的同時降低成本和提升創(chuàng)新水平。GENIVI聯(lián)盟就是一個很好的例子。該聯(lián)盟于2009年成立,是一家非贏利性企業(yè)組織,旨在設(shè)定基于開源的標(biāo)準(zhǔn)車載信息娛樂平臺,供其成員使用。汽車生產(chǎn)商認識到,他們再也無法僅憑自己的力量提供開發(fā)高級定制的車載信息娛樂系統(tǒng)所需的資金,事實上,其中很多車載信息娛樂系統(tǒng)都具有相同的功能,包括音頻支持、導(dǎo)航和診斷等。汽車生產(chǎn)商分享共同的中間件才是唯一合理的做法。
競爭對手之間分享無差別的軟件在汽車行業(yè)還是一個比較新的現(xiàn)象,但這卻是公認的共同進步的最好方式。GENIVI成員目前共同合作,針對他們最新的車載信息娛樂系統(tǒng)設(shè)計和提供基于Linux的解決方案。
GENIVI的優(yōu)點在于這些合作設(shè)計解決方案的最終版本還是由汽車生產(chǎn)商各自決定。舉例來說,創(chuàng)新型人機界面使得每次安裝都會帶來不同的外觀的和感受,符合具體車型或不同汽車生產(chǎn)商的主題或風(fēng)格。因此,每輛汽車都有著自己獨特的車載信息娛樂用戶體驗和品牌個性。
符合GENIVI要求的功能
GENIVI解決方案的技術(shù)范圍正不斷被審核。當(dāng)前范圍內(nèi)的功能在圖1中有所展示。GENIVI聯(lián)盟的關(guān)鍵可交付功能之一是合規(guī)計劃(Compliance Program)。該計劃讓軟件和服務(wù)供應(yīng)商能令其產(chǎn)品符合當(dāng)前的GENIVI要求,并登記為合規(guī)型(圖2)。符合合規(guī)計劃規(guī)定的功能可公布他們的合規(guī)狀態(tài),并在GENIVI網(wǎng)站上 (www.genivi.org) 列出。
這很關(guān)鍵,因為汽車制造商目前正在需求建議書(RFP)中將GENIVI合規(guī)列為新型車載信息娛樂系統(tǒng)的必需規(guī)定。為對這些建議書做出回應(yīng),軟件供應(yīng)商及其子供應(yīng)商需要證明他們能生產(chǎn)出符合GENIVI合規(guī)需求的產(chǎn)品和服務(wù)。
明導(dǎo)等軟件廠商已經(jīng)推出了具有成本效益的設(shè)計工具,讓一級設(shè)計機構(gòu)和汽車制造商/原始設(shè)備制造商能設(shè)計和執(zhí)行車載信息娛樂系統(tǒng)。該流程通常從符合GENIVI要求的基準(zhǔn)開始,接著進一步發(fā)展至包含與眾不同的組件,如人機接口前端以及與半導(dǎo)體供應(yīng)商最新硬件解決方案的整合。
圖2:符合GENIVI要求的Linux是貢獻開放源代碼的組合
2012年GENIVI發(fā)布和更新
最近在巴黎舉行的 GENIVI 所有成員大會上,450多名與會者分享了他們對當(dāng)前和未來車載信息娛樂系統(tǒng)的意見和需求。2.0版 GENIVI 規(guī)范現(xiàn)已發(fā)布,供應(yīng)商將開始提交他們的車載信息娛樂平臺供合規(guī)批準(zhǔn)。2.0版的新功能包括對音頻管理軟件的支持以及低級系統(tǒng)守護程序功能。
音頻管理支持功能讓車載信息娛樂系統(tǒng)能夠高效管理來自車輛不同部位的音頻數(shù)據(jù)流,并將這些數(shù)據(jù)流發(fā)送到有需要的地方。例如,如果電話響了,車載信息娛樂立體聲系統(tǒng)會自動減弱聲音。
如今,GENIVI開源軟件所要求的內(nèi)容有80%都能通過現(xiàn)有社群獲取,如MIT、GPL和MPL.新的由GENIVI生成的組件目前正通過專用的GENIVI開放源庫來貢獻和托管,這個庫將隨著新貢獻被接受和批準(zhǔn)而逐漸發(fā)展。
另外兩個GENIVI需求規(guī)范(3.0和4.0版)在2012年得以規(guī)劃,會進一步提高車載信息娛樂平臺的功能和普及度。GENIVI由多個“專家團隊”組成,研究導(dǎo)航、媒體和圖形的趨勢和要求、車載信息娛樂系統(tǒng)架構(gòu)以及車輛與外部世界的連接。更多大量研究團隊正在研究虛擬化和包含替代操作系統(tǒng),諸如安卓 (Android),等技術(shù)。
信息娛樂系統(tǒng)執(zhí)行架構(gòu)
安全性和可靠性是所有汽車生產(chǎn)商都最重視的內(nèi)容,對開源軟件以及復(fù)雜電子設(shè)備的包含都意味著新的風(fēng)險水平。一輛現(xiàn)代化豪車擁有約70至100個基于軟件的電子控制單元 (ECU)。迄今為止,這些電子控制單元已經(jīng)獨立于車載信息娛樂系統(tǒng)而存在。干擾的風(fēng)險一直非常高。然而,隨著制造商力求進一步削減成本,在一個通用硬件平臺上整合功能的概念正變得更具吸引力。例如,倒車傳感器可能基于高度可靠的AutoSar功能,但傳感器也需要與信息娛樂系統(tǒng)相互通信,為駕車人生成音頻警報。
在安全范圍的另一端,制造商面臨著對諸如安卓應(yīng)用等流行市場應(yīng)用以及汽車乘員通過車載信息娛樂系統(tǒng)下載并使用這些應(yīng)用的能力的需求。毫無疑問的是,這些應(yīng)用不應(yīng)干擾到車輛的安全關(guān)鍵型功能。另外,軟硬件設(shè)計架構(gòu)還必須允許所謂的“不受信賴的應(yīng)用”(能從互聯(lián)網(wǎng)直接下載并可能造成軟件病毒或問題)的安全和獨立。
車載信息娛樂系統(tǒng)架構(gòu)可能還包括一個虛擬化層,使多個操作系統(tǒng)能夠在同一個硬件平臺上運行(圖 3)。每個操作系統(tǒng)在一個專門的虛擬機上運行并共享硬件資源。不同的操作棧之間以可控的方式實現(xiàn)通信。這樣便能獨立啟動,從而使關(guān)鍵的安全功能比車載信息娛樂系統(tǒng)更快達到可用狀態(tài)。
其它架構(gòu)解決方案包括使用多核硬件平臺滿足每個操作系統(tǒng)都有專用的內(nèi)核,實現(xiàn)高度的功能隔離。Linux容器技術(shù)(LXC)有時被用于啟動第二操作系統(tǒng);例如,安卓可在已經(jīng)開始的Linux會話之內(nèi)被使用。
半導(dǎo)體供應(yīng)商還將其車載信息娛樂解決方案的功能拓展至包括圖形加速器、多核CPU以及CAN、MOST、FlexRay和AVB等網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。
明導(dǎo)國際信息娛樂系統(tǒng)設(shè)計解決方案
明導(dǎo)國際提供全套設(shè)計工具和服務(wù)來快速執(zhí)行與GENIVI兼容的車載信息娛樂解決方案。明導(dǎo)國際車載信息娛樂解決方案的核心是可靠、經(jīng)過驗證且靈活的Linux操作系統(tǒng)--Mentor Embedded Linux.它將圖形、通信和多媒體中間件(包括連接、音頻、語音、定位、聯(lián)網(wǎng)和安全組件)與數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施和管理組件整合在一起,所有這些均在 Linux內(nèi)核和相關(guān)驅(qū)動上運行。Mentor Embedded Linux被整合進Intel Atom、ARM Cortex-A8和ARM Cortex-A9等頗受歡迎的處理器架構(gòu)。
Mentor Embedded Linux的一個關(guān)鍵組件是2009年1月推出的構(gòu)建系統(tǒng),這是首款基于開放嵌入式(OE)項目的商業(yè)嵌入式Linux支持工具。如今,明導(dǎo)國際的工程師們通過積極參與 OE/Yocto項目,繼續(xù)在Linux開發(fā)界發(fā)揮著重要作用。Mentor Embedded Linux構(gòu)建系統(tǒng)利用開放嵌入式技術(shù)的優(yōu)勢,新增了廣泛的文檔資料、主機支持、支持元數(shù)據(jù)、源鏡像、二進制緩存等等。
對于人機界面設(shè)計,明導(dǎo)國際的Inflexion用戶界面已成為全球為提供獨特的車載信息娛樂解決方案而構(gòu)建先進用戶界面的客戶的新選擇。憑借Inflexion,無論采用哪種車載信息娛樂軟件平臺,設(shè)計和開發(fā)人員都能在人機界面設(shè)計方面不斷創(chuàng)新和進步。
圖4:明導(dǎo)國際信息娛樂設(shè)計解決方案:符合GENIVI要求且基于Intel Atom、ARM Cortex-A8和ARM Cortex-A9平臺。
如有需要,明導(dǎo)國際嵌入式專業(yè)服務(wù)可以為車載信息娛樂開發(fā)人員提供專業(yè)的系統(tǒng)設(shè)計和支持。服務(wù)涵蓋規(guī)劃、構(gòu)建、部署和管理復(fù)雜的先進車載信息娛樂系統(tǒng)的生命周期。
車載信息娛樂前景光明
自汽車收音機推出以來,車載信息娛樂已經(jīng)取得了長足的發(fā)展。消費者現(xiàn)在希望他們的手機和便攜式設(shè)備實現(xiàn)無縫連接,同時為每位乘坐者帶來獨特的信息娛樂體驗。
對于每款下線的新車型而言,做到這一點所需的軟件數(shù)量呈指數(shù)增長。消費者看到的車載信息娛樂功能(對于每個汽車制造商和具體車型而言都是獨一無二的)基于需要同樣復(fù)雜的中間件支持的復(fù)雜應(yīng)用組合。雖然用戶體驗是令汽車原始設(shè)備制造商脫穎而出的關(guān)鍵因素,但無論制造商是誰,中間件要求通常都十分相似。
在挑選和購買新車時,車載信息娛樂用戶體驗成為越來越重要的考量因素,這推動了車載信息娛樂功能和要求的迅速增多。在GENIVI聯(lián)盟等合規(guī)機構(gòu)的幫助下,大膽創(chuàng)新而又令人興奮的車載信息娛樂系統(tǒng)的未來發(fā)展前景非常廣闊。
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