本文介紹了當(dāng)前汽車軟件行業(yè)的現(xiàn)狀，分析了當(dāng)前汽車消費(fèi)者對(duì)汽車信息娛樂(lè)系統(tǒng)軟件功能的主要功能和性能的需求，并介紹了風(fēng)河系統(tǒng)公司的解決方案的特性。這些行業(yè)分析和解決方案有助于中國(guó)汽車設(shè)計(jì)工程師掌握當(dāng)前汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和最新的技術(shù)現(xiàn)狀。

現(xiàn)在每個(gè)汽車制造商都在開(kāi)展軟件業(yè)務(wù)，并且承受著每個(gè)設(shè)備軟件公司所面臨的那種集成壓力。通常新產(chǎn)品的市場(chǎng)窗口期非常緊，而復(fù)雜性會(huì)影響設(shè)備質(zhì)量，成本的上漲也在出現(xiàn)失控局面。即使是最大、最好的工程師隊(duì)伍也很難滿足汽車消費(fèi)者的所有技術(shù)要求。從產(chǎn)業(yè)整體來(lái)看，有三分之二的設(shè)備軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的完成時(shí)間嚴(yán)重滯后于計(jì)劃進(jìn)度，超過(guò)三分之一的項(xiàng)目嚴(yán)重超出預(yù)算。只有很少的設(shè)備能夠滿足基本的性能要求，接近四分之一曾經(jīng)許諾過(guò)的設(shè)備開(kāi)發(fā)項(xiàng)目沒(méi)有完成。

在很多方面，汽車是多種前沿技術(shù)首先得到應(yīng)用的行業(yè)。今天汽車消費(fèi)者想獲得的信息通訊功能的數(shù)量，以及使用內(nèi)存受限的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)將這些功能高效集成的挑戰(zhàn)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(chǔ)上提供連通能力變得非常重要。在計(jì)劃和預(yù)算內(nèi)達(dá)到這二個(gè)目標(biāo)意味著成功，但在競(jìng)爭(zhēng)激烈的汽車信息娛樂(lè)市場(chǎng)中也同樣容易招致失敗。

不管在剎車系統(tǒng)還是GPS系統(tǒng)中，軟件故障都不是一個(gè)小問(wèn)題，汽車信息娛樂(lè)集成系統(tǒng)中各個(gè)組件的正確運(yùn)行對(duì)車輛性能和乘客安全來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。軟件系統(tǒng)中的故障可能會(huì)導(dǎo)致成本高昂的汽車召回，這對(duì)制造商的信譽(yù)和成本都會(huì)造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。

消費(fèi)者期望的軟件功能

下面分類列出了汽車消費(fèi)者通常希望他們的汽車信息娛樂(lè)系統(tǒng)能夠提供的許多功能和特性，特別是在長(zhǎng)途車比較盛行的國(guó)家和地區(qū)。這份列表也同時(shí)綜合反應(yīng)了作為風(fēng)河（Wind River）用戶的汽車制造商的急切需求，以及汽車設(shè)備用平臺(tái)的信息通訊能力。

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

通過(guò)藍(lán)牙或Wi-Fi建立與短距離無(wú)線設(shè)備的通信，主要用于連接車主使用的便攜式設(shè)備；

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

信息娛樂(lè)系統(tǒng)與引擎（UTH）系統(tǒng)之間的通信，可以在汽車儀表盤上顯示引擎系統(tǒng)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(wèi)星下載音頻、視頻和文件，從而方便車主在行進(jìn)途中訪問(wèn)文件；

通過(guò)觸摸和圖形系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面（HMI）的輸入和反饋等，采用二維和三維圖像實(shí)現(xiàn)顯示器、按鈕、撥號(hào)盤、開(kāi)關(guān)；

通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別完成HMI的輸入，從而實(shí)現(xiàn)電話撥號(hào)、收音機(jī)換臺(tái)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(shí)別、語(yǔ)言、詞匯量和聲學(xué)模塊）；

通過(guò)聲音實(shí)現(xiàn)HMI的反饋，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)音、音樂(lè)和音調(diào)；

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

支持可安裝、可升級(jí)和可刪除的軟件，可能需要Java虛擬機(jī)和認(rèn)證；

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

網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，可以從信息娛樂(lè)系統(tǒng)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)；

內(nèi)部數(shù)據(jù)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(tǒng)，在掉電時(shí)不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)丟失；

低功耗；

高效的電源管理機(jī)制。例如，一些系統(tǒng)在車輛“未啟動(dòng)”時(shí)需要電源，但在停用規(guī)定的一段時(shí)間后應(yīng)該能自動(dòng)關(guān)機(jī)以確保電池的長(zhǎng)壽命；

快速啟動(dòng)，當(dāng)用戶一進(jìn)入車內(nèi)信息娛樂(lè)系統(tǒng)就能馬上投入使用；

小型存儲(chǔ)器封裝以減少系統(tǒng)硬件成本。

風(fēng)河的解決方案

面對(duì)汽車信息娛樂(lè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)所面臨的挑戰(zhàn)，風(fēng)河系統(tǒng)公司主要從以下五個(gè)方面提供解決方案：

汽車設(shè)備用平臺(tái)--用于信息通信設(shè)備開(kāi)發(fā)的一體化開(kāi)發(fā)與運(yùn)行平臺(tái)（圖1）；

圖1：用于信息通信設(shè)備開(kāi)發(fā)的一體化開(kāi)發(fā)與運(yùn)行平臺(tái)。

在跨項(xiàng)目、團(tuán)隊(duì)、模型和地點(diǎn)的整套集成技術(shù)與最佳實(shí)踐基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)設(shè)備開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化；

開(kāi)放源碼架構(gòu)--該架構(gòu)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(tái)投資；

健全的合作伙伴系統(tǒng)--采用預(yù)集成、預(yù)測(cè)試的技術(shù)在硬件和中間件級(jí)擴(kuò)展平臺(tái)功能（圖2）；

針對(duì)高度專業(yè)、先進(jìn)系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)、定制和優(yōu)化的工程設(shè)計(jì)服務(wù)。

具有現(xiàn)成BSP的參考設(shè)計(jì)

圖2：合作伙伴、技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品一覽表。

用于汽車設(shè)備解決方案的風(fēng)河平臺(tái)開(kāi)始于硬件層，對(duì)此風(fēng)河與飛思卡爾公司合作創(chuàng)建了一個(gè)針對(duì)汽車信息娛樂(lè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)需求進(jìn)行了優(yōu)化的參考設(shè)計(jì)。通過(guò)合作伙伴系統(tǒng)，可以提供支持用戶系統(tǒng)可能需要的大多數(shù)外圍設(shè)備的板級(jí)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(hù)數(shù)據(jù)的文件系統(tǒng)；StonestreetOne提供的藍(lán)牙技術(shù)；Vivid Logic公司對(duì)1394的支持，并提供針對(duì)音頻、視頻、CD-ROM、互聯(lián)網(wǎng)等的基本驅(qū)動(dòng)程序。

飛思卡爾的Media 5200能夠滿足快速啟動(dòng)用戶應(yīng)用開(kāi)發(fā)的大多數(shù)要求。用戶可以針對(duì)具體項(xiàng)目選擇合適的性能、尺寸、形狀和存儲(chǔ)器外形。當(dāng)用戶切割好板子后，可以使用風(fēng)河的Ice和Debugger進(jìn)行設(shè)計(jì)、調(diào)試和固化。

基于Eclipse的開(kāi)發(fā)套件

因?yàn)轱L(fēng)河的Workbench開(kāi)發(fā)套件是在Eclipse構(gòu)架基礎(chǔ)上創(chuàng)建的，因此用戶可以擴(kuò)展和定制開(kāi)發(fā)環(huán)境以容納來(lái)自Eclipse開(kāi)發(fā)社區(qū)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(yīng)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(qiáng)設(shè)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，從而使用戶的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境能夠輕松達(dá)到空前的深度、廣度和定制化。

適合低成本、高可靠性應(yīng)用的VxWorks

針對(duì)汽車設(shè)備的平臺(tái)基礎(chǔ)是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)VxWorks 6.x。這一新的版本在優(yōu)化的微內(nèi)核中增加了存儲(chǔ)器保護(hù)、錯(cuò)誤管理、實(shí)時(shí)處理（RTP）、消息通道等，能提供快速處理、高可靠性和小型內(nèi)存封裝等優(yōu)勢(shì)，使用戶的應(yīng)用更具魯棒性和經(jīng)濟(jì)性。

預(yù)先集成的中間件加速開(kāi)發(fā)過(guò)程。功能集成可以節(jié)省中間件級(jí)的寶貴開(kāi)發(fā)時(shí)間，因?yàn)橛脩舻男畔蕵?lè)系統(tǒng)要求的所有網(wǎng)絡(luò)、安全和媒體支持功能都已經(jīng)內(nèi)置。風(fēng)河系統(tǒng)公司謹(jǐn)慎選擇業(yè)界最佳的軟件合作伙伴以完善平臺(tái)功能，針對(duì)風(fēng)河的平臺(tái)堆棧對(duì)平臺(tái)合作伙伴的技術(shù)進(jìn)行了預(yù)先集成和有效性驗(yàn)證，用戶無(wú)需再費(fèi)錢、費(fèi)時(shí)、費(fèi)力地選擇、集成和測(cè)試建立應(yīng)用系統(tǒng)所需的各種組件。

本文結(jié)論

貫穿項(xiàng)目、產(chǎn)品、團(tuán)隊(duì)和模型的開(kāi)發(fā)平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化不僅可以優(yōu)化人力資源、加快軟硬件開(kāi)發(fā)速度、簡(jiǎn)化供應(yīng)商管理、減少應(yīng)用時(shí)的集成問(wèn)題，而且能夠有效地復(fù)用知識(shí)產(chǎn)權(quán)。設(shè)備軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化后，可以大幅地減少培訓(xùn)、工具、硬件和合作伙伴技術(shù)等方面的成本。對(duì)具有魯棒性、端到端開(kāi)發(fā)平臺(tái)上的設(shè)備開(kāi)發(fā)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化不僅是設(shè)備開(kāi)發(fā)取得成功的一個(gè)重要因素，而且也是可重復(fù)、甚至可外包成功的重要因素。

當(dāng)汽車制造商在風(fēng)河平臺(tái)上對(duì)汽車設(shè)備用的信息娛樂(lè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)，預(yù)先集成的硬件和軟件合作伙伴的技術(shù)能使開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)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(yīng)用開(kāi)發(fā)階段，從而使他們能在更短的時(shí)間內(nèi)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，因此汽車制造商在他們產(chǎn)品支持方面擁有可信賴的合作伙伴。