車(chē)載安卓系統的實(shí)施方案和注意事項

目前，大多數集成都是通過(guò) USB 連接線(xiàn)完成的，但是這種途徑顯得笨拙且不可靠。一些車(chē)載信息娛樂(lè )主機現在擁有 Wi-Fi 功能，因此現在有了另外一種智能設備集成途徑。Wi-Fi 聯(lián)盟 (Wi-Fi Alliance) (www.wi-fi.org) 還提供了 Miracast 標準，一種端對端的標準，它可以使希望共享多媒體流的基于 Wi-Fi 的設備之間實(shí)現無(wú)縫連接。

集成智能設備也可以為信息娛樂(lè )主機提供漫游 3G/4G/LTE 連接。這提供了一種替代內置無(wú)線(xiàn)調制解調器的廉價(jià)選擇，以及多種單獨的資費和數據套餐。然而，即將出臺的歐洲 eCall 法案要求所有新車(chē)都必須具有自動(dòng)緊急呼叫求助功能，這可能意味著(zhù)內置調制解調器必須始終存在。到2015年底或2016年，量產(chǎn)汽車(chē)可能就必須遵守 eCall 法案的相關(guān)規定。在此期間，集成智能設備就可以成為一種有效的替代品。

無(wú)論是成本還是集成規模，汽車(chē)OEM廠(chǎng)商奧迪均處于高端水平，該公司已經(jīng)推出一款專(zhuān)為車(chē)內使用設計的專(zhuān)用10.2英寸的平板設備。“奧迪平板電腦”有權訪(fǎng)問(wèn)專(zhuān)門(mén)的應用商店，并可以通過(guò) Wi-Fi 連接車(chē)輛的導航和信息娛樂(lè )系統。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于移動(dòng)設備解決方案處于嚴格管理下并經(jīng)過(guò)高度集成，與軟硬件整合的品質(zhì)極高。

與安卓系統兼容的架構

安卓系統與車(chē)輛整合的其他途徑是利用靈活但安全的多域軟件架構。這些途徑包括將安卓系統設置為GuestOS，或者設置到現有操作系統之上(例如以 Linux Container方式)，或者設置為與另一個(gè)操作系統并行的GuestOS(圖3)。

在 Linux Container (LXC) 技術(shù)的支持下，安卓客戶(hù)端的資源、訪(fǎng)問(wèn)控制和安全由主機 Linux 操作系統管理。對于關(guān)注安卓安全的系統設計師來(lái)說(shuō)，這是一種在標準 Linux 平臺上很好地提供安卓應用訪(fǎng)問(wèn)權限以及運行其他系統功能的方式。多核片上系統 (SoC) 平臺使這個(gè)架構更具吸引力，因為足夠多的 Linux 和安卓域資源可以讓它們同時(shí)有較好的表現。除了中央處理器 (CPU) 資源，內存、圖形處理資源和其他外圍設備都可以實(shí)現共享。兩個(gè)域的輸出可以重組為一個(gè)共同的人機界面 (Human Machine Interface, HMI)，從而使用戶(hù)能夠從兩個(gè)域中選擇功能。

圖3：Linux Container 內的安卓系統，支持前后車(chē)輛功能。

為了在 Linux Container內運行安卓系統，必須對支持該Container的 Linux 內核進(jìn)行一些修改。在典型的使用情況下，在前端屏幕上有信息娛樂(lè )控制器去控制后座安卓的顯示。支持安卓顯示的硬件資源，如通過(guò) USB 輸入的觸摸屏信息、音頻和圖形，需要虛擬化，然后提供給使用后顯示器的用戶(hù)。這將有助于盡可能在車(chē)上重現“消費電子設備”的體驗。

音頻資源需小心加以管理：前座信息娛樂(lè )用戶(hù)將需要訪(fǎng)問(wèn)導航命令、電話(huà)呼叫、系統警告、多媒體播放器等，還可以?xún)?yōu)化聲道和靜音。在后座用戶(hù)使用的是單聲道，可用于欣賞音樂(lè )/娛樂(lè )用途。

Linux Container的替代方法是使用完全嵌入式虛擬機管理程序，它可以管理可用的 SoC 硬件資源，并將其分配給多個(gè)域/操作系統。虛擬機管理程序經(jīng)過(guò)配置后可以精確管理哪些資源是GuestOS，安卓、Linux、AUTOSAR 或其他操作系統可用的，并允許域之間進(jìn)行一些通信。Mentor Graphics 最近展示了一款混合域系統，其中的 AUTOSAR 數據來(lái)自車(chē)載電子控制單元 (ECU)，這些AUTOSAR數據被送入運行于單一硬件平臺上的數字儀表板及信息娛樂(lè )系統內(圖4)。

圖4：帶有運行于單一 SoC 的 AUTOSAR、儀表板和信息娛樂(lè )系統的混合車(chē)輛操作系統。

結論

安卓已經(jīng)蔚然成風(fēng)。越來(lái)越多的智能設備用戶(hù)希望能在車(chē)內訪(fǎng)問(wèn)安卓應用程序。制造商擁有多種實(shí)施方案，在成本、集成程度和功能上有多個(gè)層次可選。谷歌的開(kāi)放汽車(chē)聯(lián)盟和汽車(chē)連接聯(lián)盟推廣集成設備的倡議等標準化努力將進(jìn)一步加快車(chē)載安卓系統的發(fā)展。這些解決方案的供應商既要謹慎行事以覆蓋廣泛的Android APP選擇，還要保持車(chē)內計算系統的安全性和完整性。汽車(chē)現在已經(jīng)為被歸類(lèi)為消費電子設備做好了準備嗎?我們重新定義“移動(dòng)設備”的日子不會(huì )很久遠。

作者簡(jiǎn)介

Andrew Patterson 是 Mentor Graphics 嵌入式軟件事業(yè)部業(yè)務(wù)發(fā)展總監，汽車(chē)市場(chǎng)是他的專(zhuān)長(cháng)。加入 Mentor 之前，Andrew 在設計自動(dòng)化市場(chǎng)馳騁超過(guò)25年的時(shí)間，精通各種技術(shù)、汽車(chē)仿真模型開(kāi)發(fā)、虛擬原型設計和機電一體化。目前，他在 Mentor 主要負責嵌入式軟件戰略，與運行于多種主機硅平臺上的 Linux、AUTOSAR 和其他域開(kāi)展合作。Andrew 擁有英國劍橋大學(xué)的工程和電子科學(xué)碩士學(xué)位。