管理互聯(lián)汽車(chē)上激增軟件的新方案

互聯(lián)汽車(chē)的出現促使汽車(chē)行業(yè)進(jìn)行改革?；ヂ?lián)汽車(chē)的中心設備是車(chē)載信息娛樂(lè )系統，它將無(wú)線(xiàn)互聯(lián)、IP通信基礎設施、中間件和應用程序集成于一個(gè)強大統一的處理設備中。然而，車(chē)載信息娛樂(lè )系統在帶來(lái)更佳駕駛體驗的同時(shí)，也給汽車(chē)帶來(lái)了新層面的復雜性。

 

想要為車(chē)載信息娛樂(lè )系統提供語(yǔ)音啟動(dòng)、應用程序、與智能手機同步互聯(lián)等廣泛功能，汽車(chē)需要運用越來(lái)越多復雜的軟件和固件，這同其它消費電子產(chǎn)品是一樣的。隨著(zhù)車(chē)載軟件的數量和復雜性的增加，可靠、有效地管理和維護軟件的需求也在不斷增加。汽車(chē)產(chǎn)量預計到2012年將接近1億臺，鑒于汽車(chē)產(chǎn)量的增長(cháng)及汽車(chē)使用條件的不同，軟件的復雜性增加了汽車(chē)制造商和一級供應商面臨軟件缺陷的可能性，而軟件缺陷又會(huì )進(jìn)一步造成運行故障。

 

長(cháng)期以來(lái)，汽車(chē)制造商主要依靠工廠(chǎng)嚴格的質(zhì)保流程和出廠(chǎng)后必要時(shí)在經(jīng)銷(xiāo)商處實(shí)施軟件更新作為解決軟件可靠性問(wèn)題的途徑。雖然上述做法很有必要，但這種延長(cháng)的質(zhì)保流程同樣存在很大的弊端，即延長(cháng)了新車(chē)面市的時(shí)間。此外，由經(jīng)銷(xiāo)商實(shí)施軟件更新的方案也增加了汽車(chē)制造商需要支付的質(zhì)保成本。

 

隨著(zhù)汽車(chē)復雜性的不斷增加，確保質(zhì)保流程的100%覆蓋也變得十分困難。在見(jiàn)證了2007年到2010年間新車(chē)質(zhì)量的不斷提升后，J.D. Power and Associates公司發(fā)現在2011年，汽車(chē)質(zhì)量有所下降。公司在其報告中指出，“許多地區新推出的汽車(chē)質(zhì)量明顯下滑，主要表現在發(fā)動(dòng)機/傳動(dòng)裝置和音頻/娛樂(lè )/導航系統上，”而這些裝置和系統均與軟件問(wèn)題相關(guān)。該問(wèn)題產(chǎn)生的影響直接表現在了汽車(chē)制造商的質(zhì)保維修成本上，正如IBM所宣稱(chēng)的那樣，“目前約有50%的汽車(chē)質(zhì)保成本與電子設備及其植入的軟件相關(guān)。”

 

另一個(gè)與互聯(lián)汽車(chē)車(chē)載信息娛樂(lè )系統相關(guān)的重要趨勢是高級操作系統（HLOSes）的引入，如QNX CAR、WinCE或Genivi。高級操作系統使得原始設備制造商和一級供應商能夠顯著(zhù)提升駕駛員的使用體驗。但其弊端是系統過(guò)于開(kāi)放的特性可能會(huì )導致不必要的修改或使其暴露于具有破壞性的惡意軟件下，而這些惡意軟件可通過(guò)CAN總線(xiàn)經(jīng)由車(chē)載信息娛樂(lè )系統進(jìn)入汽車(chē)內部的ECUs。

 

可供汽車(chē)制造商使用的新解決方案

 

在其它類(lèi)型的互聯(lián)設備和機器上經(jīng)過(guò)驗證的兩項技術(shù)，目前正被汽車(chē)行業(yè)所采用。這兩項技術(shù)均被用于應對提供質(zhì)量更高、可靠性更強的車(chē)載軟件帶來(lái)的諸多挑戰、減少質(zhì)保成本，同時(shí)滿(mǎn)足愈加緊迫的上市時(shí)間需求。

 

 

第一項技術(shù)被稱(chēng)為固件無(wú)線(xiàn)（FOTA）更新。在被三星和LG電子等頂級制造商用于數以十億計的移動(dòng)手機、互聯(lián)設備和M2M模塊后，FOTA現在正在被汽車(chē)行業(yè)廣泛接受。FOTA更新技術(shù)使得汽車(chē)制造商和一級供應商可以對車(chē)載信息娛樂(lè )系統軟件和固件進(jìn)行遠程更新。車(chē)主無(wú)需再開(kāi)車(chē)到經(jīng)銷(xiāo)商處進(jìn)行軟件更新，新軟件即可通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳送方式修補汽車(chē)內現有軟件的問(wèn)題。

 

除可傳送軟件更新對固件錯誤進(jìn)行修正外，FOTA更新技術(shù)還可將新功能和新服務(wù)傳送給客戶(hù)。由于軟件更新可直接傳送至車(chē)主，而無(wú)需車(chē)主將車(chē)開(kāi)到經(jīng)銷(xiāo)商處或由車(chē)主本人進(jìn)行復雜的手動(dòng)更新，原始設備制造商可以將新服務(wù)方便地傳送到私人汽車(chē)上。從實(shí)際上去 “個(gè)性化”汽車(chē)以滿(mǎn)足客戶(hù)的個(gè)性需求。這一技術(shù)的優(yōu)勢還在于能夠增強客戶(hù)的忠誠度，并為原始設備制造商提供從每位客戶(hù)處賺取額外收入的機會(huì )。

 

 

 

第二項技術(shù)是虛擬化。虛擬化技術(shù)應用在服務(wù)器和臺式機上的時(shí)間已有數十年，而近期該技術(shù)也被智能手機和平板電腦所采用。目前，虛擬化技術(shù)正被用于幫助汽車(chē)原始設備制造商和一級供應商提高車(chē)載信息娛樂(lè )系統的安全性能。

高級操作系統在提供諸如豐富的用戶(hù)界面和網(wǎng)絡(luò )應用程序等諸多便利的同時(shí)，也使車(chē)載信息娛樂(lè )系統面臨著(zhù)安全威脅。虛擬化可將高級操作系統與汽車(chē)內的其它系統分開(kāi)，確保關(guān)鍵系統的安全性和完整性。

 

虛擬化技術(shù)可以對在同一硬件上平行運行不同軟件棧的多臺虛擬機（VMs）進(jìn)行管理。每個(gè)域（例如虛擬機、高級操作系統和應用程序）均可在安全和容錯模式下（一個(gè)操作系統內發(fā)生的故障不會(huì )影響其他系統）運行完全不同的軟件棧，無(wú)論是對最小的實(shí)時(shí)操作系統還是功能豐富的高級操作系統。這種將系統相互隔離分開(kāi)的方式為滿(mǎn)足車(chē)載信息娛樂(lè )系統的不同需求提供了最佳解決方案，來(lái)處理互聯(lián)汽車(chē)復雜的軟件環(huán)境。

同時(shí)，虛擬化技術(shù)為現有遺留系統和新生的富媒體解決方案提供一條遷移路徑。一個(gè)域可運行遺留的實(shí)時(shí)操作系統，用于控制倒車(chē)雷達，同時(shí)另一個(gè)域可在高級操作系統上運行娛樂(lè )系統。為提供最大的設計自由，每個(gè)虛擬機可配置不同的關(guān)鍵性能和可用標準，例如啟動(dòng)時(shí)間、資源獲取和相較于其它虛擬機的優(yōu)先權。倒車(chē)雷達的運行必須獨立于高級操作系統，以實(shí)現汽車(chē)發(fā)動(dòng)后和掛倒檔時(shí)的瞬間啟動(dòng)。而娛樂(lè )系統則能在為乘客提供的服務(wù)就緒前，啟動(dòng)強大的圖像和整套高級操作系統。

 

成功實(shí)施FOTA更新和虛擬化技術(shù)的關(guān)鍵在于用一套基于標準的后臺系統管理汽車(chē)內的所有軟件、固件和應用程序。通過(guò)這一系統，車(chē)輛管理人員可以根據強大的實(shí)時(shí)報告就出現的問(wèn)題、軟件清單和客戶(hù)使用情況對軟件進(jìn)行部署、配置、升級和管理。此外，軟件管理系統可確保在互聯(lián)狀態(tài)下智能地使用帶寬。例如，汽車(chē)制造商可對汽車(chē)進(jìn)行配置，在本地利用Wi-Fi獲取大流量數據，而將移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )用于獲取交通信息或定位服務(wù)等即時(shí)更新。由于所提供的服務(wù)完全實(shí)現云托管，汽車(chē)制造商甚至還可向車(chē)主或負責特定子系統服務(wù)，如導航系統的第三方提供配置或管理特定車(chē)載服務(wù)的權限。（根據Red Bend軟件公司（3）發(fā)布的白皮書(shū)）

 

總結

 

互聯(lián)汽車(chē)內軟件的數量和復雜性的迅猛增長(cháng)正在改變汽車(chē)行業(yè)，促使整個(gè)價(jià)值鏈尋求創(chuàng )新解決方案，可靠且有效地管理汽車(chē)軟件的使用壽命，并確保關(guān)鍵系統的完整性和安全性。

 

通過(guò)采用FOTA更新和虛擬化技術(shù)，汽車(chē)制造商和一級供應商可獲得完全的設計自由度，安全地配置實(shí)時(shí)系統和以?shī)蕵?lè )功能為主的高級操作系統。同時(shí)，還可完成車(chē)載信息娛樂(lè )系統的無(wú)線(xiàn)更新。其結果是使互聯(lián)汽車(chē)在消費電子市場(chǎng)迅速變化的大背景下能夠站穩腳跟，并確保消費者在擁有其愛(ài)車(chē)期間對其帶來(lái)的駕駛體驗能持續保持滿(mǎn)意。