這是汽車(chē)行業(yè)的黃金時(shí)代。開(kāi)源軟件(OSS)、“萬(wàn)物互聯(lián)”,以及無(wú)數用來(lái)支持主動(dòng)安全系統、駕駛員信息顯示和車(chē)載電子產(chǎn)品等技術(shù)的硬件的涌現聚集讓即使是最普通的汽車(chē)也具備了成為真正超級巨星的潛力。
Mentor Automotive憑借在系統工程方面的深厚專(zhuān)長(cháng),打造出先進(jìn)的汽車(chē)設計工具和軟件系列產(chǎn)品,幫助客戶(hù)解決了行業(yè)所面臨的最復雜的設計難題。
這不只是關(guān)于汽車(chē)數字基礎架構內部元件的連接,而是關(guān)于汽車(chē)與外界的連接 -- 比如和其它汽車(chē)、互聯(lián)網(wǎng)以及云的連接。雖然硬件廠(chǎng)商不斷做出重大貢獻,但重點(diǎn)已經(jīng)轉向了推動(dòng)互聯(lián)汽車(chē)的軟件。事實(shí)上,用于嵌入式系統的軟件的開(kāi)發(fā),包括原型設計、調試、測試和驗證,現在占據了汽車(chē)制造的大部分時(shí)間。
現在制造的汽車(chē)在不久的將來(lái)可能會(huì )有大約2000萬(wàn)行代碼(已經(jīng)超過(guò)一架美國F-35噴氣式戰斗機),預計豪華高端汽車(chē)的代碼還有可能超過(guò)1億行。汽車(chē)軟件的開(kāi)發(fā)是件嚴肅的事。
遇見(jiàn)新的Linux,不同于舊的Linux
雖然還算不上家喻戶(hù)曉,但可能會(huì )在你身邊的某輛車(chē)上看到,Linux操作系統是很多頂級汽車(chē)制造商首選的汽車(chē)開(kāi)源軟件平臺。它已經(jīng)取代無(wú)數專(zhuān)有或封閉的操作系統。許多全球領(lǐng)先的汽車(chē)制造商將Linux作為操作系統,不僅用來(lái)運行汽車(chē)的音響主機或信息娛樂(lè )中心,還用來(lái)運行遠程信息處理系統、儀表板,等等。當然,Linux已經(jīng)存在了幾十年,已經(jīng)證明自己是高性能計算機操作系統。如今,Linux更多的是一種網(wǎng)絡(luò )操作系統,對互聯(lián)汽車(chē)來(lái)說(shuō)是個(gè)好兆頭。可能大家都知道,Linux幫助推動(dòng)了智能手機行業(yè)的發(fā)展。許多在手機行業(yè)得到完善的進(jìn)步技術(shù)正在被開(kāi)發(fā)應用于汽車(chē)Linux。除了其廣泛的網(wǎng)絡(luò )功能,Linux平臺還具有可觀(guān)的成本節約潛力。在一個(gè)世界性的開(kāi)源開(kāi)發(fā)人員團體的支持下,Linux內核會(huì )不斷完善和更新。老實(shí)說(shuō),“開(kāi)放”并不一定意味著(zhù)所有人都可以免費使用該操作系統,而是說(shuō)軟件開(kāi)發(fā)人員可以開(kāi)放獲取Linux內核。當然,關(guān)于“免費使用”聲明也有一些規定,但事實(shí)仍然是Linux的軟件授權方法更簡(jiǎn)化,這對于必須考慮利潤的汽車(chē)制造商來(lái)說(shuō)非常具有吸引力。
升級汽車(chē)軟件就像智能手機一樣?
一個(gè)眾所周知的事實(shí)是,當Linux首次引入汽車(chē)電子系統時(shí),汽車(chē)制造商和一級供應商是持懷疑態(tài)度的。一輛車(chē)的平均壽命大概是十年。智能手機的壽命遠不到十年。隨著(zhù)汽車(chē)的老化,怎么向客戶(hù)承諾最新的電子創(chuàng )新?怎樣把一款新的車(chē)載信息娛樂(lè )系統引入一個(gè)已經(jīng)使用了五年的硬件架構?
首先,Linux是一個(gè)協(xié)同設計環(huán)境的一部分。有成千上萬(wàn)的軟件開(kāi)發(fā)人員一直在為L(cháng)inux內核和中間件層工作。世界上沒(méi)有其它操作系統投入這么多人力(或工時(shí))來(lái)主動(dòng)解決汽車(chē)行業(yè)正在發(fā)生的需求和挑戰。汽車(chē)制造商能夠利用這種協(xié)作式的開(kāi)源工作來(lái)加快新技術(shù)在汽車(chē)領(lǐng)域的應用,并節省這個(gè)過(guò)程中的成本。
此外,眾多組織和非盈利聯(lián)盟已經(jīng)建立,來(lái)協(xié)助汽車(chē)制造商保持軟件和中間件的更新,以及滿(mǎn)足汽車(chē)行業(yè)和管理機構制定的嚴格標準。其中有兩個(gè)這樣的聯(lián)盟,他們是GENIVI Alliance以及Linux基金會(huì )的Automotive Grade Linux (AGL)。
去年,福特汽車(chē)公司通過(guò)GENIVI Alliance推出了其AppLink專(zhuān)有源代碼和平臺。GENIVI是一個(gè)由建立和共享基于Linux的車(chē)載信息娛樂(lè )平臺的汽車(chē)制造商和一級供應商組成的非營(yíng)利組織。GENIVI主要推動(dòng)開(kāi)源中間件兼容,旨在為所有成員建立一個(gè)更通用的系統平臺。雖然中間件是共享的,但成員仍然可以在應用層面添加他們自己的差異化特點(diǎn),從而建立獨一無(wú)二的品牌和產(chǎn)品。隨著(zhù)福特的加入,GENIVI及其成員能夠用一個(gè)久經(jīng)考驗的框架補充這個(gè)開(kāi)源車(chē)載信息娛樂(lè )系統平臺,從而與智能手機和平板電腦應用互動(dòng)。福特成功了,是因為該同步平臺在這一方面現在已經(jīng)具備了成為開(kāi)源汽車(chē)標準的潛力。
今天確實(shí)有了無(wú)線(xiàn)軟件更新技術(shù),并被用來(lái)更新車(chē)載遠程信息處理和信息娛樂(lè )系統。關(guān)注點(diǎn)仍然圍繞車(chē)載通信網(wǎng)絡(luò )上其它模塊的編程(比如控制器局域網(wǎng)),尤其是安全和內存要求。但是這樣的技術(shù)確實(shí)存在,來(lái)保持信息娛樂(lè )系統和其它電子模塊貫穿車(chē)輛整個(gè)生命周期的更新。
互聯(lián)汽車(chē)
看看當今汽車(chē)的內部,你會(huì )發(fā)現有很多電子系統在工作。現在的汽車(chē)可能包含軍用式夜視功能來(lái)幫助分辨路口的行人;先進(jìn)的安全程序來(lái)確保安全氣囊在一微秒內啟用;電子穩定控制系統和防抱死剎車(chē)幫助在惡劣天氣引導車(chē)輛;或者是備用攝像頭(傳感器)來(lái)幫助駕駛員在不良駕駛環(huán)境下看得更清楚。所有這些電子系統都需要電子控制單元來(lái)保持正常運行。一旦車(chē)輛增加了車(chē)載信息娛樂(lè )系統,開(kāi)發(fā)人員也就一下子面臨了一輛車(chē)上很多復雜的連接性挑戰。顯然,一輛車(chē)的多媒體功能要被分類(lèi),并與安全關(guān)鍵性功能區分出不同的優(yōu)先順序。
互聯(lián)汽車(chē)也意味著(zhù)使用了空前多的電子控制單元。最近有研究顯示,當今的高端豪華車(chē)上可看到近100個(gè)電子控制單元。還發(fā)現了從8位和16位應用處理器向低端32位微控制器的轉移。這只有在硬件成本不斷下降而硬件性能和功能提升時(shí)才適用。互聯(lián)汽車(chē)中的這些活動(dòng)需要處理復雜的活動(dòng)。這就是全功能汽車(chē)操作系統能夠發(fā)揮作用的地方。Linux作為一個(gè)操作系統顯示出了很廣闊的發(fā)展前景,它能夠將眾多功能集于它的中間件。
目前正在努力確保在達到基本活動(dòng)要求的同時(shí),將汽車(chē)關(guān)鍵活動(dòng)獨立出來(lái),確保安全性和數據完整性,這通常會(huì )使用一套虛擬層和虛擬化技術(shù)。在虛擬層技術(shù)中將Linux與經(jīng)過(guò)安全驗證的RTOS相結合提供了一種絕佳的選擇,既能夠在單芯片平臺上整合各種關(guān)鍵應用,又可以通過(guò)模塊的整合降低整體汽車(chē)成本。
除了為安全關(guān)鍵應用提供支持外,安全也正成為互聯(lián)汽車(chē)領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。安全增強Linux (SELinux)是Linux的一個(gè)成熟組件,目前正被研究用于安全至上的互聯(lián)汽車(chē)的內部功能。這也是Linux遠超專(zhuān)有操作系統的一個(gè)方面。