车载系统深度解读

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    智能交通

    车载触摸屏


  • 本文,我们来了解行动的第四萤幕——汽车中控系统。从最原始的单片机逻辑电路,到如今特斯拉复杂的17英寸大萤幕,车载系统借助电脑革命的势头,也完成了自己的涅槃。先从车载系统的底层说起。

    在苹果发布CarPlay之前,科技媒体尚未对车载系统提起兴趣。但事实上,最早布局车载系统的,是PC系统产业的垄断者微软。在1995年,微软洞察到汽车平台的价值,推出了Windows Auto项目。


    历经十几年的演进,这个计画已经成长为了Windows Embedded Automotive,其中最著名的应用案例,就是福特汽车的SYNC系统。而在此期间,车载系统也进行了反覆运算升级,形成了三大阵营。



    上文提及的Windows Auto,本身并不是一个车载系统,它只是专门为汽车平台设计的一个嵌入式系统的底层系统。通俗的理解,你可以把它看做是一个通用解决方案,具备各种基本的计算能力与资料埠。


    但在此之上,汽车厂商,比如福特,要联合微软针对自家的车型做个性化的定制。所以,你看到很多车载系统千差万别,但可能用的都是Windows的嵌入式底层。除了 福特的SYNC系统外,起亚的UVO、现代的Blue&Me用的也是微软的底层。


    但是,Windows嵌入式系统的稳定性、可塑性以及拓展功能,随着移动互联网的兴起,逐步呈现出被时代淘汰的趋势。最明显的例子是,福特打算今后把SYNC系统从微软迁往QNX。


    QNX ,这是黑莓旗下的一款嵌入式系统。熟悉黑莓手机的读者都知道,黑莓手机的系统BB10就是基于QNX构建的。而同样,这个灵活的系统也在汽车领域占据较大的分量。事实上,QNX目前已经超越微软,成为了全球市场份额最大的车载系统底层,占比超过50%。


    目前,宝马的ConnectedDrive、奥迪的MMI、宾士的COMMAND系统,均是基于QNX打造的。可以说,基本上大部分主流豪华车的车载系统,都是由QNX提供的嵌入式底层。法拉利这样的超跑也不例外(由马瑞利供应车机)。


    据市场调研机构ABI的资料,QNX与微软共同占据车载系统80%以上市占率,这意味着微软的市占率30%左右。由于起步较早,微软在汽车产业链中关系深厚、业务稳固,所以即便Windows Auto面临众多替代品,但还是占据第二名的位置。


    第三名呢?占据大约20%市占率的,是Linux系统。对于Linux系统在汽车平台的普及,伟大而光荣的GENIVI联盟功不可没。GENIVI由宝马、通用、雪铁龙等整车厂,英特尔,以及德尔福、马瑞利、伟世通等零部件企业共同发起,旨在推动开源车载系统的普及。


    借助这个组织,Linux Foundation —— Linux系统的主要推动者,迅速 在汽车领域找到推销管道。作为一款绝佳的开源软体,Linux自然成为GENIVI的推广目标。目前,富豪的Sensus系统用的便是Linux底层。


    值得一提的,特斯拉的17英寸大萤幕采用的也是Linux系统。这里用的不是底层,而是一个完整的桌上出版Linux,与Linux Foundation推出的Automotive Grade Linux不是一回事。而且,特斯拉的这个Linux版本其实就是Ubuntu,只不过重新设计了UI,并针对汽车的CAN汇流排系统做了特别开发。


    除了Windows Auto、QNX、Linux这三大阵营外,Android系统在汽车领域也有一定的存在。采用Android作为车载系统最显著的例子,是雷诺推出的R-Link系统。除此之外,整车厂直接采用Android系统做车机的案例很少有考证。



    当然,在中国市场,博泰为上汽旗下车型、雪铁龙DS Connect提供的前装车机,用的也是基于Android开发的系统。但无论怎样,Android在整车厂的眼中还是不受重视,原因是Google并未针对汽车推出专门的车规版Android,这意味着Android系统放进车内,其安全性、稳定性以及易用性,很难比得过QNX等平台搭建的产品。


    以上所述均指前装市场,而在后装市场情况则截然不同。我们以中国为例,目前市场上盛行的后装车机,其预装系统主要有Android与WinCE两种。前者的价格较高,一般在2000~5000元这个区间,而后者大多数都在1000元或以下。


    WinCE 是最早盛行的车机系统,其前后端方案已经比较成熟,成本也可以控制得很低,并且应用程式足以满足基本使用。对于对使用者体验或介面样式没有挑剔要求的车主来说,这种车机性价比很高。


    而Android车机则是随着Android手机的普及兴起的。说白了,一个Android车机,其实就是一个Android平板横着放。针对汽车场景简单设计一个“老年版”的介面,然后其他各部分都跟一个平板如出一辙。


    这些后装车机,也具备一定的娱乐资讯功能,通常以导航、音乐、倒车影像、蓝牙为主要卖点。但跟前装车机最核心的区别,是后装车机只是一个独立的附属,并没有融合到整个汽车的局域网中。


    所谓的“局域网”,也就是指的汽车CAN汇流排系统。举个例子,比如你可以通过车机控制车窗升降,一般的后装车机是做不到这一点的。而前装车机,由于有整车厂直接设计,所以其作业系统直接可以与车载CAN汇流排对话。


    CAN 汇流排的一个介面会把资讯汇出到车机上,这样用户在车机上就可以对车辆进行一个控制。如果具备通信模组,那还可以用手机进行远端控制。后装车机由于缺乏整车厂的技术支援,而且CAN汇流排本身作为一种重头技术,其破解与反向控制具备一定的难度与风险,在安装时更是要破线、并线,改变原车的汇流排结构。所以,绝大多数的后装车机只提供简单的娱乐资讯功能。


    另外,车辆的一些特色设计也只能由前装车机来实现。比如,宝马的iDrive系统可以调整车辆的转向比,这就要求车载系统与硬体调控有一定的联通与配合。再比如,丰田普锐斯的车载系统,可以查看电池的的能量回收情况,这要求前装车机从电池BMS中读取一些核心资料并呈现在车载萤幕上。



    它们的核心功能,是让车机与手机之间建立通讯,然后启动车机系统内置的一个UI介面。这个介面本身不是一个独立的App,它的资料处理来自于手机端。以CarPlay为例,苹果首先通过独家的IAP2技术,连接手机与车机,实现资料双向互通。


    然后,iOS系统中的CarPlay功能,启动了车载系统端预置的、具备iOS介面风格的一个套装软体,从而可以在车机萤幕上看到iOS风格的内容。这个车机上的介面所显示的内容,来自手机端对应应用(比如简讯)的资料运算。


    所以,CarPlay并不是一个简单的映射技术,它具备一定的复杂性。目前,支援CarPlay的车载系统,清一色都是基于QNX构建的。这是因为在CarPlay的研发过程中,黑莓为苹果提供的独家的技术支援。


    Android Auto 、CarLife、MirrorLink,也都是基于类似原理实现的一项“高级映射”技术而已,本身并非车载系统,但也并非是简单的画面投射。

    最后我们说下CarPlay、Android Auto、CarLife与车载系统的区别。简单地说,这三项技术并不是车载系统,而是一个建立在车机/手机通讯基础上的复杂的多功能模组。你看到的并不是汽车版的iOS,而只是车机系统里“隐藏”的一个套装软体。

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