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【微课堂】智能车载操作系统——承载汽车数字化座舱(现场实录)

 yeshuheng 2017-04-02





我们从座舱开始聊起,为什么大家现在对座舱越来越关注了,是因为座舱的电子信息越来越多了,包括我们看得到的,各种仪表,导航,中控,后视镜,后座娱乐,HUD等等这些都是座舱的范畴。



前面有一些共性的内容,我就不赘述了,在这里我说一下我对座舱需求的理解,车内有多个显示屏,而且屏会越来越多,我们认为车内的多个屏,最后其功能可能是对等的,每个屏显示的内容,信息,到底是仪表,导航,娱乐,等功能都可以在每个屏进行随意切换。所以,从这个角度来说,我们把数字座舱叫做信息座舱,因为我们每个屏之间的内容是随意切换的,由用户自己来来定义。



在这个背景下,去年我们提出了JetCast的协议,它的目标其实就是把车间的各个屏,用信息共享的方式连接起来,给每个屏一个输入通道,使每一个屏之间,实行互联互通。



这里列出来的,是一些用JetCast实现的典型的应用场景,包括去年我们再CES上,我们和Sogou,以及今年在美国,我们和Baidu,都联合展示了一些相关产品。



好,关于JetCast的广告,我就不做了。其实在这种多屏的趋势下,我们座舱里要解决的无非就是两个问题,一是数据的互联互通,还有一个就是软件的功能安全。当然还有一些其他的问题,如OTA的升级,实时性的显示,都写都集成在这个两个问题当中了,整个大的问题,我们就归纳成这两个问题,不详细展开,把问题复杂化。



这两个问题现在是如何解决的呢?如上图所示,车内很多屏,都有一个独立的处理器,仪表显示仪表的,导航显示导航,娱乐系统显示它自己的信息。在这种结构下,如何实现屏与屏之间的数据互联互通呢?有两种方法,一是,数据传上来,我们通过车上的总线,如CAN总线,或其它数据总线把收上来的数据从一个处理器发送到另一个处理器,在另一个处理器上做一些视频的解码或数据的解析,把其显示到屏幕上,但是,这种方式,其实在车里运用的比较少。



考虑功能安全以后,我们采用上图的结构。两个处理器,每个处理器都有两个图层。例如仪表这边,一个图层用来显示图标,一个用来投射地图,连接导航,另一边,同理,对称结构。这种结构的好处是,两个处理互相独立,当一个换掉的收,另一个不受影响,可以独立显示。



这种结构带来的问题,最严重的问题就是总线的带宽。大家知道,大屏的处理器的最宝贵的资源就是带宽。计算如上图所示。



再和大家分享一下,多媒体总线的介绍,以上都是车内常用的多媒体总线的标准。



回到刚才的话题,如果再多一个屏,三屏之间的互动。是非常复杂的过程。每个处理器要带三个图层,从带宽和连接来说,几乎是不可能的。



多处理器与但处理器的优劣势对比:



在这种结构下,如何实现多屏之间的物理切换,Vlan已经给我提供了很好的范例:



Vlan可以理解成一个窗口管理器,就像windows,有好几个窗口,每个窗口,到底放在哪个屏上,哪个输出设备上,是由Vlan来管理的。但具体的每个窗口里面渲染的是那些内容,是由各个软件实现的。



上图是单操作系统多HMI结构的特点。



针对上面的问题,解决方法就到了虚拟化,就是我们常说的Hypervisor,上图我们列了两种虚拟化的方案,大家看一下。



由于虚拟方案,是需要硬件来支持的。例如ARM体系,ARMv7-A以后,才引入Hypervisor模式,它是更高级别的模式,为它有一系列的计算器,在所有操作系统上,再做一些调度。

总之在虚拟化的时代,我们需要解决的问题:CPU的调度,多操作系统海量信息共享,外设共享。

总结:汽车座舱以后的核心就是多屏之间的互动,以及处理器的研发和运用。



互动环节:

1、智能车载操作系统,是不是涉及无人驾驶,语音控制等等之类的?

答:车载智能操作系统,肯定都涉及这些内容,但是今天我们讲的都是一些底层的内容,靠虚拟机来实现一机多屏的结构。我们现在讲的智能是上一代的智能,非现阶段的AI。

2、现阶段车机蓝牙应该用哪个版本,达到什么标准?

答:其实蓝牙2.1就已经满足车内之间的互通了。2016年已经到5.0了,但是这些高版本的蓝牙,所带的附加功能,在车载上的应用都不大。

3、旋钮触屏语音对于智能系统来讲是该相互并存还是被哪一个取代?

答:其实这个没有完全的定论。主要还是看用户习惯。

4、智能车载系统是不是把智能手机移植过去的一个载体,与智能手机有特殊的区别,智能车载是不是卖的一个概念,其实就是一部手机?

答:手机操作系统很难完成座舱里底层的操作系统,而在车机里,可能存在一些互通。

5、HMI软件问题多为偶发性的且难以复现,软件测试对于主机厂后续该怎么去管控,怎么去评判软件测试用例是否完整?

答:关于软件测试的确是一个非常复杂的问题。对于我们来讲,纯粹的黑盒测试,覆盖度是非常非常有限的。至于解决方法,可能就是有工具化的测试软件,不要单纯靠人工来测试。

6、单处理器单平台,虚拟化系统界面,存储物理介质,材料的寿命,仪表的寿命能保障多长时间?

答:从现在来说,仪表和显示屏的寿命是个瓶颈。如:液晶屏标识的寿命是几万小时,而几万小时以后,可能只是个半衰而不是报废,这可能是个比较重要的问题。

7、仪表盘和中控相比,在设计上有哪些不同和相同吗?

答:我理解的中控,可能是扩张性,多媒体啊,导航,娱乐等与用户之间的交流互动。与仪表还是有差别的。

8、请问您觉得OLED未来可能会成为车载座舱部分的玻璃首选?您对于OLED未来的前景怎么看?

答: 其实我个人对于OLED还是比较看好的,因为毕竟LCD就目前的应用情况来看,还是存在很多问题的。像它背光的散热问题,一直比较严重。在散热方面,OLED就有它先天的优势。

9、虚拟化有成熟的方案吗?

答:虚拟化的方案,目前我还没有看到,但德尔福,博世都在关注和做这个虚拟化的方案。

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