开源软件持续推进互联轿车向前开展

这不只仅关于轿车数字根底架构内部元件的衔接，而是关于轿车与外界的衔接 — 比方和其它轿车、互联网以及云的衔接。尽管硬件厂商不断做出重大贡献，但要点现已转向了推进 互联轿车 的软件。现实上，用于嵌入式体系的软件的开发，包含原型规划、调试、测验和验证，现在占有了轿车制作的大部分时刻。

现在制作的轿车在不久的将来或许会有大约2000万行代码（现已超越一架美国F-35喷气式战斗机），估计奢华高端轿车的代码还有或许超越1亿行。轿车软件的开发是件严厉的事。

遇见新的 Linux，不同于旧的Linux

尽管还算不上众所周知，但或许会在你身边的某辆车上看到，Linux操作体系是许多尖端轿车制作商首选的轿车开源软件渠道。它现已替代许多专有或关闭的操作体系。许多全球抢先的轿车制作商将Linux作为操作体系，不只用来运转轿车的音响主机或信息文娱中心，还用来运转长途信息处理体系、仪表板，等等。当然，Linux现已存在了几十年，现已证明自己是 高功用核算机操作体系 。现在，Linux更多的是一种 网络操作体系 ，对互联轿车来说是个好征兆。或许咱们都知道，Linux帮忙推进了智能手机职业的开展。许多在手机职业得到完善的前进技能正在被开发运用于轿车Linux。除了其广泛的网络功用，Linux渠道还具有可观的本钱节约潜力。在一个世界性的开源开发人员集体的支撑下，Linux内核会不断完善和更新。老实说，“敞开”并不一定意味着一切人都能够免费运用该操作体系，而是说软件开发人员能够敞开获取Linux内核。当然，关于“免费运用”声明也有一些规则，但现实依然是Linux的软件授权办法更简化，这关于有必要考虑赢利的轿车制作商来说非常具有吸引力。

晋级轿车软件就像智能手机相同 ?

一个众所周知的现实是，当Linux初次引进轿车电子体系时，轿车制作商和一级供货商是持怀疑态度的。一辆车的平均寿数大概是十年。智能手机的寿数远不到十年。跟着轿车的老化，怎样向客户许诺最新的电子立异？怎样把一款新的车载信息文娱体系引进一个现已运用了五年的硬件架构？

首要，Linux是一个协同规划环境的一部分。有不计其数的软件开发人员一向在为Linux内核和中间件层作业。世界上没有其它操作体系投入这么多人力（或工时）来自动处理轿车职业正在产生的需求和应战。轿车制作商能够运用这种协作式的开源作业来加速新技能在轿车范畴的运用，并节约这个进程中的本钱。

此外，许多安排和非盈利联盟现已树立，来帮忙轿车制作商坚持软件和中间件的更新，以及满意轿车职业和管理机构拟定的严厉规范。其间有两个这样的联盟，他们是GENIVI Alliance以及Linux基金会的Automotive Grade Linux (AGL)。

上一年，福特轿车公司经过GENIVI Alliance推出了其AppLink专有源代码和渠道。GENIVI是一个由树立和同享根据Linux的车载信息文娱渠道的轿车制作商和一级供货商组成的非营利安排。GENIVI首要推进开源中间件兼容，旨在为一切成员树立一个更通用的体系渠道。尽管中间件是同享的，但成员依然能够在运用层面增加他们自己的差异化特色，然后树立绝无仅有的品牌和产品（图1）。跟着福特的参加，GENIVI及其成员能够用一个久经考验的结构弥补这个开源车载信息文娱体系渠道，然后与智能手机和平板电脑运用互动。福特成功了，是由于该同步渠道在这一方面现在现已具有了成为开源轿车规范的潜力。

图1：GENIVI软件架构。

今日的确有了无线软件更新技能，并被用来更新车载长途信息处理和信息文娱体系。重视点依然环绕车载通讯网络上其它模块的编程（比方操控器局域网），尤其是安全和内存要求。可是这样的技能的确存在，来坚持信息文娱体系和其它电子模块贯穿车辆整个生命周期的更新。

互联轿车

看看当今轿车的内部，你会发现有许多电子体系在作业。现在的轿车或许包含军用式夜视功用来帮忙分辩路口的行人；先进的安全程序来保证安全气囊在一微秒内启用；电子安稳操控体系和防抱死刹车帮忙在恶劣气候引导车辆；或许是备用摄像头（传感器）来帮忙驾驭员在不良驾驭环境下看得更清楚。一切这些电子体系都需求电子操控单元来坚持正常运转。一旦车辆增加了车载信息文娱体系，开发人员也就一会儿面对了一辆车上许多杂乱的衔接性应战。显着，一辆车的多媒体功用要被分类，并与安全要害性功用区分出不同的优先次序。

互联轿车也意味着运用了空前多的电子操控单元。最近有研讨显现，当今的高端奢华车上可看到近100个电子操控单元。还发现了从8位和16位运用处理器向低端32位微操控器的搬运。这只有在硬件本钱不断下降而硬件功用和功用提高时才适用。互联轿车中的这些活动需求处理杂乱的活动。这便是全功用轿车操作体系能够发挥作用的当地。Linux作为一个操作体系显现出了很宽广的开展远景，它能够将许多功用集于它的中间件。

现在正在尽力保证在到达根本活动要求的一起，将轿车要害活动独立出来，保证安全性和数据完整性，这通常会运用一套虚拟层和虚拟化技能。在虚拟层技能中将Linux与经过安全验证的RTOS相结合供给了一种绝佳的挑选，既能够在单芯片渠道上整合各种要害运用，又能够经过模块的整合下降全体轿车本钱。

除了为安全要害运用供给支撑外，安全也正成为互联轿车范畴要点重视的问题。安全增强Linux (SELinux)是Linux的一个老练组件，现在正被研讨用于安全至上的互联轿车的内部功用。这也是Linux远超专有操作体系的一个方面。

电子操控单元和模块整合

跟着电子功用不断增多，对模块整合的需求变得更加显着。由于轿车结构中参加了新的电子操控单元，许多问题随之呈现。轿车线束的杂乱性和分量有所增加。通常会装备剩余的软件功用，以便为轿车渠道的可晋级性供给更好的支撑。例如：一辆车装备支撑语音辨认的长途信息处理模块，而信息文娱体系也支撑语音辨认，然后完成指挥与操控。车载信息文娱体系或许经过联网的移动设备完成免提功用。咱们还看到新式先进驾驭辅佐体系(ADAS)与驾驭座信息文娱和驾驭员信息体系在传感器输入处理方面存在许多共性，这为模块整合供给了又一个用例。

轿车中电子操控单元的不断增多也更凸显了规范化的重要性。跟着硬件渠道产生改变，这就需求从头规划软件，乃至从头规划体系，以整合各模块的功用。轿车敞开体系架构(AUTOSAR)很好地为不同轿车软件架构创建了敞开性规范，以处理这些问题（图2）。轿车原始设备制作商、电子产品供货商、芯片制作商和软件公司组成了AUTOSAR联盟。

带您进入全新范畴

互联性不只限于轿车内的电子操控单元，还触及轿车与外界交流的方法。轿车或许需求接入蜂窝无线网络。信息文娱体系将经过与带入轿车的移动设备互联而获益，不只能够拜访设备上的多媒体、运用和数据，并且还为接入互联网供给了新的挑选。

这方面有两项新式技能：车与车(V2V)和车辆与根底设施(V2I)通讯，统称为V2X（图3）。V2X是一种机器对机器(M2M)通讯，可在轿车之间、轿车与路旁边根底设施之间，乃至轿车与云之间完成自动通讯。V2V使轿车能够进行对讲，运用短程无线电交流交通堵塞、气候状况和意料之外的施工区等数据。此外还有收费等许多商业运用。V2V能够大大提高驾驭的安全性，因而远景非常宽广。

比如V2V通讯之类的车辆通讯体系并非ADAS专用，但却为ADAS运用带来了许多风趣的新功用。这项技能根据专用短程通讯(DSRC)，选用5.9 GHz频段，该频段也用于Wi-Fi。这样就能够将信息发送至邻近的轿车，一般最多只能传输1000米。该技能适用于在轿车之间或许轿车与路旁边站台之间收发本地信息。从ADAS的视点来说，V2V代表着另一种相似于传感器的输入体系，可用于改进战略和反响。

当然，V2V和V2I的实用性根据本钱和客户需求。布置鼓励办法很或许终究将经过政府强制执行。在任何情况下，本钱都将成为一个问题。Linux作为一种开源软件渠道，在下降开发本钱方面发挥着重要作用。此外，GENIVI等联盟将有必要加大力度保证V2V和V2I契合全职业都承受的通用规范。

图3：V2X格式：车与车(V2V)和车与根底设施(V2I)通讯。

树立选用Linux操作体系的轿车体系

从信息文娱和音响体系到长途信息处理体系（要求当即发动和强壮的安全层），Linux将充任起运转大部分互联轿车 功用的人物，这是大势所趋。开源软件正敏捷占据裸机运转体系、实时操作体系或关闭式轿车操作体系等传统范畴。

为满意当今轿车软件处理方案的需求，一款开源软件处理方案有必要像Linux相同具有老练且值得信任的内核。因而能够考虑挑选Linux操作体系，此外还需求许多安全且高品质的定制软件组件。供给这类组件的厂商不只需求有丰厚的相关经历和服务的一致性，还要能够供给触及各个学科的工程服务，这样才能与一级供货商及其他协作伙伴一起打造终究处理方案。

除了值得信任的安全内核外，软件渠道还应能够满意轿车职业的特别需求。其间不只包含快速发动和图画作用等终究用户能容易发觉的功用要求，还有对操控器局域网音讯在50毫秒内做出前期呼应的体系要求，这一点也是原始设备制作商所重视的。

此外，具有前期开发的硬件原型也很重要，轿车制作商和一级供货商能够用它们来进行运用软件开发。一开端就取得硬件原型让轿车制作商能更深化地参加开发进程，然后以有用且共同的方法来与一级供应链协作。

总结

车载文娱信息体系在播送内容方面现已形成了高度灵敏的调谐/预置功用，能够呈现许多新的内容方式，其间一些是根据互联网的和交互式的。能够运用各类根底技能和操作体系来打造这些新体系。已投入生产的车载文娱信息体系选用了Microsoft Windows、Linux以及QNX的专有操作体系等。但是，业内人士以为在轿车原始设备制作商要求的推进下，重视的焦点正从技能立异转向本钱优化。接下来，Linux显着将成为本钱最低的挑选。

其他轿车体系跟着新要求的呈现而不断开展，形式也很相似。长途信息处理体系、仪表板和其他电子体系开端具有规范化的新功用集，一起也出于商业上的要素，Linux很或许遭到这些体系的喜爱。现实上，全体都会有改变，由于轿车的各个部分都将遭到影响。咱们将看到，许多可移动、可交换的零部件将让轿车大变身。开源软件会成为这一巨大改变的中心力气吗？让咱们拭目而待。

Mentor Automotive凭仗在体系工程方面的深沉特长，打造出先进的轿车规划东西和软件系列产品，帮忙客户处理了职业所面对的最杂乱的规划难题。Mentor Automotive的处理方案包含：电子电气分配体系规划和工程；产品界说/架构；车载文娱信息体系；ADAS；网络/AUTOSAR规划和集成；服务和技能文档；印刷电路板(PCB)体系规划；机械剖析；电力电子技能可靠性和核算流体动力学(CFD)模仿。明导运用这些处理方案，帮忙客户把杂乱难题变成立异和竞赛优势。详情请拜访： http://automotive.cn.mentor.com/ 。

作者简介：

Patrick Shelly是明导的高档处理方案架构师。他从事轿车职业的嵌入式体系已超越25年，专心于软件架构和软件开发流程。Pat曾在福特轿车公司(Ford Motor Company)从事动力总成操控体系事务、在天合轿车(TRW Automotive)从事自动安全体系作业，他的丰厚经历还涵盖了轿车信息文娱体系、长途信息处理体系和仪表板运用等各个方面。Pat为许多新的轿车项目供给咨询服务、常常到会专业安排活动，并在全球教授许多操作体系和开发东西培训课程。Pat现在的研讨要点包含轿车衔接、多核处理器、轿车架构中的涣散式和一体化体系，人机界面(HMI)技能以及操作体系规范。