基于A(yíng)ndroid平臺的車(chē)載信息娛樂(lè )系統架構研究

作者：時(shí)間：2014-03-19 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

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每個(gè)程序運行在自身的進(jìn)程里，但開(kāi)發(fā)者能夠寫(xiě)一個(gè)服務(wù)運行在不同的進(jìn)程中，一些對象在進(jìn)程間傳遞也是允許的。在Android平臺上，一個(gè)進(jìn)程通常不能進(jìn)入其他進(jìn)程內存。因此，兩個(gè)進(jìn)程間如果相互通信，需要把他們的對象分解成操作系統可以識別的基礎類(lèi)型，并且通過(guò)進(jìn)程的邊界來(lái)控制對象。附帶SDK的AIDL工具自動(dòng)生成控制代碼段，AIDL是用來(lái)生成在兩個(gè)進(jìn)程之間通信代碼的一種接口描述語(yǔ)言。AIDL IPC機制就是使用代理類(lèi)在客戶(hù)端和實(shí)現端傳遞參數。

3 Android應用在車(chē)載電子的一種架構

Android擴展了汽車(chē)的總體結構，基本架構如圖1所示，自定義的Android平臺應用在汽車(chē)功能模塊和支持組件的一邊。這種擴展的目的是提供一種允許可信任的應用程序訪(fǎng)問(wèn)汽車(chē)功能模塊(車(chē)輛制動(dòng)、轉向或電力傳動(dòng)分配)的安全機制，而不可信任的程序被隔離并且不可以訪(fǎng)問(wèn)。應用程序之間的這種強制性的安全策略是源于可靠性要求的IVI系統。通過(guò)汽車(chē)管理類(lèi)可信任應用程序有機會(huì )訪(fǎng)問(wèn)一些特性(CAN總線(xiàn))，但處理不當也可能危及車(chē)輛安全(例如通過(guò)連續發(fā)送無(wú)效的數據幀使得CAN總線(xiàn)帶寬飽和)。這種方案的主要特點(diǎn)是使上層邏輯去耦合，那樣就可以方便上層應用獲取并處理來(lái)自底層數據。

3．1 汽車(chē)管理模塊

從上圖可知，汽車(chē)管理模塊可以看成是負責車(chē)載應用程序與Android底層交互的一個(gè)中間類(lèi)庫，只有通過(guò)它，車(chē)載應用程序才可以獲取相應底層數據。

它有兩個(gè)接口：一個(gè)是對應于應用程序而另一個(gè)是對應平臺的組件，它是在A(yíng)ndroid SDK上面開(kāi)發(fā)的并且擁有平臺認證的一款應用程序。因為這個(gè)管理類(lèi)不屬于平臺本身，所以用戶(hù)在沒(méi)有專(zhuān)業(yè)人員幫助時(shí)不能自行更新。

3．2 與應用程序之間的交互

Android是基于不透明的IPC之間的通信模型。應用程序將其功能交給操作系統，在運行時(shí)，其他的應用程序可以獲得他們的功能?；旧?，平臺提供了后期管理和維護代碼的能力，這種模型也可以用于在第三方應用程序和汽車(chē)管理類(lèi)之間的交互。

汽車(chē)管理類(lèi)處理汽車(chē)功能模塊通過(guò)屬性android．permission．car．speed．read和android．permission．car．speed．write。對于每一個(gè)屬性(例如汽車(chē)總線(xiàn)發(fā)送實(shí)時(shí)速度)，Android提供兩種權限，創(chuàng )建并且指派給管理類(lèi)。

利用預先定義的安全級別，它可以指定不同安全級別擁有以下的權限：
①所有的。任何人可以訪(fǎng)問(wèn)應用程序
②通常情況。訪(fǎng)問(wèn)是有權限決定的，但是一些應用程序的權限沒(méi)有具體指出權限人；在程序安裝后，權限會(huì )被手動(dòng)設置。
③危險。訪(fǎng)問(wèn)時(shí)有權限限制的，用戶(hù)在安裝時(shí)必須有詳盡的安全許可。
④簽名。訪(fǎng)問(wèn)是有權限限制的，只要應用程序獲得平臺的認證，那么權限就會(huì )自動(dòng)同意。
平臺認證就是車(chē)載設計商在開(kāi)發(fā)設計過(guò)程中使用的簽署平臺。它也用于簽署汽車(chē)管理類(lèi)。如果一個(gè)第三方申請了此證書(shū)，它就具有完整的控制汽車(chē)擴展(事實(shí)上汽車(chē)管理類(lèi)只是一個(gè)簽署應用平臺證書(shū)的應用程序)。通過(guò)以下屬性定義的汽車(chē)功能，能夠通過(guò)高級別的AIDL接口去訪(fǎng)問(wèn)：

這種讀／寫(xiě)的方式允許通過(guò)輸入／輸出來(lái)訪(fǎng)問(wèn)屬性的值。通過(guò)增加或者刪除監聽(tīng)器的方法來(lái)允許注冊或者取消相關(guān)的回調函數，該通知的屬性值是可以改變的。汽車(chē)管理類(lèi)繼承了此接口。個(gè)人的電話(huà)是要被Android權限相關(guān)的屬性核實(shí)的，如果來(lái)電者是被允許執行的，那么汽車(chē)管理類(lèi)進(jìn)程會(huì )自動(dòng)處理，否則就會(huì )拋出一個(gè)異常。

在開(kāi)發(fā)應用時(shí)，開(kāi)發(fā)者需要知道其屬性名稱(chēng)以及數據的類(lèi)型才能夠開(kāi)發(fā)第三方應用程序。而且所有的交互發(fā)生在先前的AIDL接口。這就意味著(zhù)，多虧Android系統的架構，開(kāi)發(fā)者并不需要了解整個(gè)SDK而是只要知道AIDL文件定義的電話(huà)屬性和AIDL文件描述的回調函數。而且，如果不同的IVI來(lái)自不同的生產(chǎn)商，但有著(zhù)相同的屬性功能，那么第三方應用程序使用這樣的屬性能夠無(wú)縫隙地運行在IVI上。

為了證實(shí)以上架構的實(shí)用性，開(kāi)發(fā)了一塊實(shí)現完整功能的工作模塊，由自定義的Android發(fā)布版的概念驗證組成。該模塊已經(jīng)通過(guò)Andr-oid模擬器的測試，基于A(yíng)RM處理器，自定制模式的典型功能和IVI上面的用戶(hù)界面，并在有英特爾Atom處理器的上網(wǎng)本上運行。

結語(yǔ)

本文概述了車(chē)載電子系統的相關(guān)知識，并介紹了Google Android系統背景知識；設計了一個(gè)基于A(yíng)ndroid架構的車(chē)載電子可擴展平臺，以適應個(gè)性化汽車(chē)發(fā)展的需要。下一步的工作是引導該系統運行在自定義硬件上，并獲取實(shí)時(shí)的汽車(chē)數據。

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