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作者：明導公司安德魯-帕特森 手機用戶如今期望隨時隨地實現聯網。然而新研究發現，通話已經不再是手機的主要任務。訪問社交媒體網站、上網以及使用最喜愛的應用成為用戶關心的新重點。由于這一趨勢，消費者市場現在期待汽車也提供同樣的連接性和功能。 與當今手機極為相似的是，“永久在線”聯網汽車將迎來令人振奮的用戶/車輛互動性。有很多種方法可以讓聯網汽車成為現實。 其中一個解決方案是將智能手機嵌入汽車儀表盤或中控臺，但還是會受到限制。主要是因為手機網絡共享很難適應許多預期的車載信息需求。 
圖1：“聯網汽車”及其眾多功能或特征的三大類別 事實上手機網絡已經足夠成熟，現在可以在全球大多數地區獲得良好的 4G/LTE 網絡覆蓋。另外，數據下載和上傳費用很低，技術也十分先進，令“永久在線”聯網汽車深受消費者喜愛。 無限可能 永久在線聯網汽車提供的功能幾乎是無限的。聯網汽車的功能可分為三大類：針對駕車者、乘客和車輛本身的服務（圖1）。 聯網汽車：駕車者 近幾年來，駕車者已經能夠使用衛星導航和車載無線電臺。“永久在線”聯網汽車的改進包括實時交通堵塞更新；導航地圖更新；停車輔助；以及關于餐館、加油站、電影院、展覽和其它互聯網服務的實時信息。 為幫助加強環境保護，菲亞特汽車最近推出了新的‘eco: Drive’（環保駕駛）計劃。該計劃可以評定和上傳駕車者的行為并與其他駕車者進行比較。這個想法是為了鼓勵安全和經濟駕駛，云服務器通過智能手機或家用電腦遠程收集所有駕車者的聚合數據。最節約的駕車者會獲得 Internet Eco-league（互聯網環保聯盟）的頂級榮譽。這是聯網汽車功能的一個卓越范例。 聯網汽車還能使用由互聯網提供支持的停車輔助應用，讓停車場地信息直接傳遞到汽車上，從而將駕車者帶到合適的停車地點。駕車者還將能得到更好的娛樂享受，使用 Pandora 等聯網廣播服務以及可在途中聽取電子郵件或社交媒體信息的電郵-語音轉換系統。 聯網汽車：乘客 乘客提出了一系列不同的要求。乘客通過互聯網連接進入社交媒體和訪問網絡視頻的愿望越來越強烈。運行最喜愛的安卓應用和訪問基于云的音樂服務也是基本的乘客使用需求。有些需求是可以通過智能手機來滿足的，但在高檔豪華汽車中，乘客希望與前座信息娛樂主機/儀表板顯示器相連的專用后座顯示屏也能滿足這些需求。他們還希望車內有一個互聯網熱點，這樣他們的智能手機就可以分享車內的無線網絡連接。 聯網汽車：汽車 也許人們期望聯網汽車最大的變化還在于汽車本身的能力。每部車將成為互聯網的一個節點，能夠收發信息。這將有助于維修日程的安排和遠程診斷。車到車通信系統將會提醒其他駕車者前方的問題，或在出現故障或事故時，會自動呼叫緊急服務。 歐洲 eCall 規范要求2015年所有新車都能夠自動聯系緊急事故服務。車載系統軟件全面升級等互聯網服務可通過 FOTA 實現，省了再往經銷商那里跑一趟的麻煩。未來，有用的應用可以被直接下載安裝到車載系統，只要恰當的安全保障措施做到位就行。一些汽車制造商已經建立了在線商店，推出了經授權的可下載應用。
圖2：汽車聯網方式（資源來源：iSuppli，2011年8月） 如何聯網？ 汽車制造商正在想辦法在車內安裝 4G/LTE 調制解調器，實現“永久在線”連接。4G/LTE 的數據速率要比之前蜂窩基礎設施的快，其向下傳輸速率高達 150Mbs，向上傳輸速率為 50Mbs。4G/LTE 還可以支持移動速度為每小時100公里及以上的移動電話，移動中的電話的切換時間大約只需400毫秒。汽車制造商正與移動數據服務供應商合作制定有關增加漫游的數據計劃以及降低下載成本的數據計劃。LTE 標準可被應用到許多不同的頻帶。北美采用的是 700-800MHz 和 1700-1900MHz，而歐洲使用的頻帶有 800MHz、900MHz、1800MHz 和 2600MHz。亞洲則使用的是 1800MHz 和 2600MHz。因此一個國家的嵌入式汽車蜂窩調制解調器可能在另一個國家并不適用，這樣一來，就需要做一些本地化的工作了。 通過智能手機聯網的方法已經非常成熟，如圖1所示，這種方法還會繼續受到歡迎。車聯網聯盟 (CCC) 的成立使網絡共享協議實現了標準化，并制定出了設備互操作性標準 MirrorLink (www.mirrorlink.com )。此外，該聯盟還對通用即插即用 (UPnP) 進行了詳細規定，目的是為了限制對車載應用的訪問。還有一個標準是虛擬網絡計算 (VNC)，它讓智能手機的顯示屏能夠充當信息娛樂主機的瘦客戶端。然后應用便能在智能手機上運行，但只在車輛主機上顯示出來。車聯網聯盟已經發展成為一個領先的汽車行業聯盟，擁有80個成員，占全球汽車產能的70%。該聯盟還將對車載應用授權進行定義。汽車制造商將希望能密切關注哪些應用可以在車內使用。 在車內嵌入蜂窩式電子設備可實現“永久性”連接。一些半導體制造商已經推出了“LTE Stack”（長期演進堆棧）等片上系統 (SoC) 解決方案，例如英偉達 (Nvidia) 圖睿 (Tegra) 4 SoC 和瑞薩 (Renesas) MP 6530。4G/LTE 技術還具備特定的多輸入多輸出 (MIMO) 天線要求，需在車內體現。 嵌入式軟件設計的意義 預計到2016年豪華車內將有一億行軟件代碼，其中許多來自車載信息娛樂系統，并將為聯網汽車相關應用提供支持。汽車行業正在集中使用 GENIVI Linux 和安卓等少量的標準操作系統來運行該軟件。GENIVI Alliance 預計會在2013年4月公布其 4.0 Linux 信息娛樂系統規范，相關組件已經為支持廣泛的信息娛樂服務而構建完畢。由于安卓已在智能手機市場盛行，從而也為聯網汽車平臺提供了另一種可能的車載信息娛樂系統解決方案。通過使用標準操作系統，汽車制造商相信自己將能降低成本，使零件在未來可重復使用并能在汽車廠商及其一級供應商之間進行交換。上一代專有操作系統的維護與更新成本非常高昂。
圖3：典型信息娛樂軟件 LTE 堆棧 汽車制造商還在想辦法整合車輛功能，其中一個方法是在一個硬件平臺上運行多種操作系統和服務。下面的結構顯示，標準 GENIVI Linux 平臺頂部裝載了 Linux 容器 (LXC)，容器內部則能安裝安卓等客戶操作系統。這樣系統用戶能夠安全地下載使用安卓應用，核心車載功能也不會受到影響（圖2）。 GENIVI 規范提供音頻和圖形管理等方面的規定，讓服務能直接導向多屏幕輸出和收集來自不同來源的信息。車載攝像機、DVD 播放器以及音頻源（包括導航系統、嵌入式電話和警報信號）等服務都需要進行管理，并按優先次序正確排序。明導等軟件設計工具供應商提供一套 Sourcery CodeBench 工具，讓設計人員能在主機上捕捉、構建和調試這類軟件，以及測試和分析運行信息娛樂系統和聯網汽車解決方案的運行時目標板。 掌握市場趨勢 汽車信息娛樂系統和聯網汽車的需求瞬息萬變，這意味著傳統的工作方式已經不再湊效。最終用戶的選擇比起以往更具多元性，GENIVI 和安卓等標準也層出不窮，所有這些都幫助消費者和開發商獲得了更好的投資回報。年復一年，汽車逐漸變得更像是一個聯網的消費設備，其信息娛樂系統的功能性也成為人們考慮是否購買的一個關鍵因素。雷諾公司 (Renault) 在幾款車上推出了其 R-Link 聯網汽車服務，使這些車能夠一直處于聯網狀態。通用汽車 (General Motors) 也宣布，到2015年，美國和加拿大的大部分通用汽車將安裝 4G LTE 移動寬帶熱點。通用將首先與美國電話電報公司 (AT&T) 合作推出這項服務。奧迪 (Audi) 也公布了其基于英偉達圖睿技術的聯網汽車解決方案，預計其他幾家汽車制造商也會陸續跟進。 前路漫漫 到這個十年結束，我們所有人可能會駕馭著移動聯網計算機；其中有些移動計算機還能自動操作。這項技術早已面世，主要用于支持車到車通信和與云基礎設施之間的通信。唯一不清楚的便是實施這些服務需要多少時間以及設計師和制造商需要多長的時間才能生產出產品。據報道，1910年，瑞典的 L.M. Ericsson 展示了首部聯網汽車，使用的是長棍與架空線掛鉤。此后的100多年里取得了很大的進步。想想接下來的100年又會有怎樣的變化呢？ 作者介紹 安德魯-帕特森 (Andrew Patterson) 是明導嵌入式軟件部門業務開發總監，專攻需要 Linux 和安卓解決方案的汽車市場。在加入明導之前，安德魯有20多年的時間一直在從事設計自動化方面的工作，他精通各種技術、自動化模擬模塊開發、虛擬樣機研究和機械電子學。目前，他在明導的主要工作是開發嵌入式軟件策略、信息娛樂和車載電子集群和遠程信息解決方案。安德魯擁有英國劍橋大學工程和電氣科學專業碩士學位。 |
