當前汽車(chē)信息娛樂(lè )系統的軟件技術(shù)需求分析

在很多方面，汽車(chē)是多種前沿技術(shù)首先得到應用的行業(yè)。今天汽車(chē)消費者想獲得的信息通訊功能的數量，以及使用內存受限的實(shí)時(shí)操作系統將這些功能高效集成的挑戰在不久前還似乎遙不可及。連通性是目前最時(shí)興的詞眼，在不降低安全性的基礎上提供連通能力變得非常重要。在計劃和預算內達到這二個(gè)目標意味著(zhù)成功，但在競爭激烈的汽車(chē)信息娛樂(lè )市場(chǎng)中也同樣容易招致失敗。

不管在剎車(chē)系統還是GPS系統中，軟件故障都不是一個(gè)小問(wèn)題，汽車(chē)信息娛樂(lè )集成系統中各個(gè)組件的正確運行對車(chē)輛性能和乘客安全來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。軟件系統中的故障可能會(huì )導致成本高昂的汽車(chē)召回，這對制造商的信譽(yù)和成本都會(huì )造成嚴重的負面

消費者期望的軟件功能

下面分類(lèi)列出了汽車(chē)消費者通常希望他們的汽車(chē)信息娛樂(lè )系統能夠提供的許多功能和特性，特別是在長(cháng)途車(chē)比較盛行的國家和地區。這份列表也同時(shí)綜合反應了作為風(fēng)河(Wind River)用戶(hù)的汽車(chē)制造商的急切需求，以及汽車(chē)設備用平臺的信息通訊能力。

信息娛樂(lè )系統經(jīng)過(guò)蜂窩網(wǎng)絡(luò )到服務(wù)提供商的通信，用于系統狀態(tài)報告和更新；

通過(guò)藍牙或Wi-Fi建立與短距離無(wú)線(xiàn)設備的通信，主要用于連接車(chē)主使用的便攜式設備；

通過(guò)USB建立通信，例如與車(chē)主使用的iPod、記憶棒和膝上型電腦的通信；

信息娛樂(lè )系統與引擎(UTH)系統之間的通信，可以在汽車(chē)儀表盤(pán)上顯示引擎系統的狀態(tài)信息；

通過(guò)GPS交流位置信息，用于方向、地圖、本地服務(wù)廣告等；

從衛星下載音頻、視頻和文件，從而方便車(chē)主在行進(jìn)途中訪(fǎng)問(wèn)文件；

通過(guò)觸摸和圖形系統實(shí)現人機界面(HMI)的輸入和反饋等，采用二維和三維圖像實(shí)現顯示器、按鈕、撥號盤(pán)、開(kāi)關(guān)；

通過(guò)語(yǔ)音識別完成HMI的輸入，從而實(shí)現電話(huà)撥號、收音機換臺等功能的語(yǔ)音操作，需要噪聲抑制、回聲消除功能和眾多可插入式模塊(例如方言識別、語(yǔ)言、詞匯量和聲學(xué)模塊)；

通過(guò)聲音實(shí)現HMI的反饋，實(shí)現系統音、音樂(lè )和音調；

通過(guò)語(yǔ)音合成實(shí)施HMI反饋，允許系統“回答”車(chē)主，需要文本到語(yǔ)音的轉換功能；

支持可安裝、可升級和可刪除的軟件，可能需要Java虛擬機和認證；

支持網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，實(shí)現基于網(wǎng)絡(luò )的應用到應用的通信；

網(wǎng)絡(luò )瀏覽器，可以從信息娛樂(lè )系統訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )；

內部數據通信協(xié)議，用于軟件組件之間的消息傳遞；

支持閃存并具有電源安全可靠性的文件系統，在掉電時(shí)不會(huì )發(fā)生數據丟失；

低功耗；

高效的電源管理機制。例如，一些系統在車(chē)輛“未啟動(dòng)”時(shí)需要電源，但在停用規定的一段時(shí)間后應該能自動(dòng)關(guān)機以確保電池的長(cháng)壽命；

快速啟動(dòng)，當用戶(hù)一進(jìn)入車(chē)內信息娛樂(lè )系統就能馬上投入使用；

小型存儲器封裝以減少系統硬件成本。

風(fēng)河的解決方案

面對汽車(chē)信息娛樂(lè )系統設計與開(kāi)發(fā)所面臨的挑戰，風(fēng)河系統公司主要從以下五個(gè)方面提供解決方案：

汽車(chē)設備用平臺--用于信息通信設備開(kāi)發(fā)的一體化開(kāi)發(fā)與運行平臺(圖1)；


 
圖1：用于信息通信設備開(kāi)發(fā)的一體化開(kāi)發(fā)與運行平臺。
 
在跨項目、團隊、模型和地點(diǎn)的整套集成技術(shù)與最佳實(shí)踐基礎上實(shí)現設備開(kāi)發(fā)的標準化；

開(kāi)放源碼架構--該架構支持開(kāi)放源碼硬件與軟件初創(chuàng )公司提供的最佳產(chǎn)品，支持Linux以保證未來(lái)的平臺投資；

健全的合作伙伴系統--采用預集成、預測試的技術(shù)在硬件和中間件級擴展平臺功能(圖2)；

針對高度專(zhuān)業(yè)、先進(jìn)系統的架構設計、定制和優(yōu)化的工程設計服務(wù)。

具有現成BSP的參考設計  
 

圖2：合作伙伴、技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品一覽表。

用于汽車(chē)設備解決方案的風(fēng)河平臺開(kāi)始于硬件層，對此風(fēng)河與飛思卡爾公司合作創(chuàng )建了一個(gè)針對汽車(chē)信息娛樂(lè )系統開(kāi)發(fā)需求進(jìn)行了優(yōu)化的參考設計。通過(guò)合作伙伴系統，可以提供支持用戶(hù)系統可能需要的大多數外圍設備的板級支持包(BSP)，例如：來(lái)自Ticon公司的三維圖形和GUI創(chuàng )建器(GUI builder)；Datalight公司提供的即使在斷電時(shí)也能保護數據的文件系統；StonestreetOne提供的藍牙技術(shù)；Vivid Logic公司對1394的支持，并提供針對音頻、視頻、CD-ROM、互聯(lián)網(wǎng)等的基本驅動(dòng)程序。

飛思卡爾的Media 5200能夠滿(mǎn)足快速啟動(dòng)用戶(hù)應用開(kāi)發(fā)的大多數要求。用戶(hù)可以針對具體項目選擇合適的性能、尺寸、形狀和存儲器外形。當用戶(hù)切割好板子后，可以使用風(fēng)河的Ice和Debugger進(jìn)行設計、調試和固化。

基于Eclipse的開(kāi)發(fā)套件

因為風(fēng)河的Workbench開(kāi)發(fā)套件是在Eclipse構架基礎上創(chuàng )建的，因此用戶(hù)可以擴展和定制開(kāi)發(fā)環(huán)境以容納來(lái)自Eclipse開(kāi)發(fā)社區或自己創(chuàng )建的其它工具。例如增加UML建模工具就可以為整個(gè)應用建模，并在實(shí)際開(kāi)發(fā)之前診斷出邏輯和流程的問(wèn)題。用戶(hù)很容易增加版本控制、特殊編輯器、高分辨率定時(shí)器，以及其它用于加快開(kāi)發(fā)進(jìn)程、增強設備質(zhì)量的功能。所有與Eclipse兼容的工具都能與Workbench無(wú)縫集成，從而使用戶(hù)的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境能夠輕松達到空前的深度、廣度和定制化。

適合低成本、高可靠性應用的VxWorks

針對汽車(chē)設備的

預先集成的中間件加速開(kāi)發(fā)過(guò)程。功能集成可以節省中間件級的寶貴開(kāi)發(fā)時(shí)間，因為用戶(hù)的信息娛樂(lè )系統要求的所有網(wǎng)絡(luò )、安全和媒體支持功能都已經(jīng)內置。風(fēng)河系統公司謹慎選擇業(yè)界最佳的軟件合作伙伴以完善平臺功能，針對風(fēng)河的平臺堆棧對平臺合作伙伴的技術(shù)進(jìn)行了預先集成和有效性驗證，用戶(hù)無(wú)需再費錢(qián)、費時(shí)、費力地選擇、集成和測試建立應用系統所需的各種組件。

本文結論

貫穿項目、產(chǎn)品、團隊和模型的開(kāi)發(fā)平臺的標準化不僅可以?xún)?yōu)化人力資源、加快軟硬件開(kāi)發(fā)速度、簡(jiǎn)化供應商管理、減少應用時(shí)的集成問(wèn)題，而且能夠有效地復用知識產(chǎn)權。設備軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程標準化后，可以大幅地減少培訓、工具、硬件和合作伙伴技術(shù)等方面的成本。對具有魯棒性、端到端開(kāi)發(fā)平臺上的設備開(kāi)發(fā)進(jìn)行標準化不僅是設備開(kāi)發(fā)取得成功的一個(gè)重要因素，而且也是可重復、甚至可外包成功的重要因素。

當汽車(chē)制造商在風(fēng)河平臺上對汽車(chē)設備用的信息娛樂(lè )系統開(kāi)發(fā)進(jìn)行標準化時(shí)，預先集成的硬件和軟件合作伙伴的技術(shù)能使開(kāi)發(fā)團隊順利越過(guò)難關(guān)，更早地進(jìn)入高價(jià)值、產(chǎn)品差異化應用開(kāi)發(fā)階段，從而使他們能在更短的時(shí)間內以更低地成本提供更好的產(chǎn)品。由于風(fēng)河可以提供深層次的技術(shù)支持能力，因此汽車(chē)制造商在他們產(chǎn)品支持方面擁有可信賴(lài)的合作伙伴。