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PC相容平台丰富汽车连网体验
汽车电子新视野

【作者: Brad Starks, Susan Yost】2008年06月05日 星期四

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x86平台架构提供丰富及具互动性的车上娱乐体验,这是非PC相容平台难以做到的一件事,并且拉近了车用产品及消费性产品生命周期之间的差距。


愈来愈多以网路为主的丰富服务、内容及应用程式,为汽车供应商、制造商、服务、内容提供者及其他厂商带来庞大商机。透过建立开放式资讯娱乐平台(infotainment),以多种方式连接网际网路,以最佳效能、软体弹性及安全性,执行最新、最多元化的网路应用程式,汽车供应商将得以落实这项商机。


本文说明x86平台架构如何提供一个非PC相容平台难以做到的丰富性及互动性驾驶体验的基础。


联网平台提供更多互动资讯与娱乐

车主每年花了数十亿美元,在他们的车上配备最新的装置,帮忙找路、提供资讯并带来娱乐享受,使车主能够和朋友、家人和同事保持联络,还并同时让乘客有事情好做。车用产品及消费性电子产品供应商提出多种固定式功能的装置,像是GPS导航系统、AM/FM/卫星广播和娱乐装置,使车主能从CD或DVD取得影音内容。然而随着以网路为主的服务、内容及应用程式大量出现,这些装置将很快被淘汰。


采用PowerPC或ARM架构嵌入式处理器的装置,通常被设计以支援固定几种应用程式。这些应用程式一般被「写死」在装置里,因此在推出新功能时会遭遇到难以升级的问题。


在消费性电子产品、PC及网际网路的世界里,创新的脚步毫不停息。而在车用产品的世界里,设计及验证手续得花上不少时间,因此一个设计成功的车用电子产品必须花费两到四年才能上市。车用产品生命周期长,缺乏升级弹性而只有固定功能的装置,导致产品往往在上市前就已过时。


PC平台的易升级性和开放性,缩短车用产品和消费性产品生命周期的差距。使用开放架构的车用装置,可在装置出厂时便于使用最新的应用程式进行更新。若是装置能运行网路应用程式,那么产品就能在不变动装置的情况下,取得新的应用程式及内容。


现今车辆里的导航装置,提供了标准的功能检查清单,例如2D及3D画面地图、轻松直觉使用者介面、路线规划(Turn-By-Turn)驾驶指引;此外导航装置还能够指引使用者至机场、旅馆或餐厅等预先设定的目的地。不过这些装置的功能是固定而无法随机应变的。


如果这个装置拥有联网能力以及如同PC一般支援软体的弹性,就能加入即时交通更新等功能并且丰富导航应用程式的内容;系统能藉由线上交通的服务,在前方车速缓缓时,随机应变重新规画路线。一辆拥有联网能力的车,可执行动态目的地功能,驾驶人不仅能得到像是最新的旅馆等路线指引,而且还能得到哪一家旅馆有空房、目前的房价等资讯,甚至是利用按钮或是语音控制就能完成订房的动作。联网的导航系统可侦测车辆油量过低,并且将驾驶人带到距离规画路径最近,或是当天油价最低的加油站。


联网平台同时能提供丰富的线上影音内容和取得该内容的众多服务,像是可设定车上资讯娱乐平台取得广播所播放歌曲的数秒内容。只要按下按钮,资讯娱乐平台就能利用像是Gracenote (注:嵌入式软体和资料库供应商) 所提供的音乐目录服务来辨识歌曲,使用者接着就能购买并下载歌曲到播放清单。


AJAX 及丰富网际网路(RIA)的应用

目前的导航应用程式可在萤幕上呈现当地的绘制地图。连接到Google Earth 等网路服务,就能以当地的即时卫星影像来加强地图内容。加上Google Earth服务的导航系统,使得使用者能在当地卫星照片上看到代表目前位置的图示。当车辆行经该地区时,卫星影像显示建筑物、湖泊、树木和房屋,而卫星影像会卷动,保持目前的位置在影像中央。使用者也能使用触控式萤幕来卷动影像,扫描邻近地区以搜寻地标。


Google Earth是众多丰富网际网路应用程式-RIAs(Rich Internet Applications)里的一个例子。许多RIA在PC桌面环境里,以PC使用者的思考模式进行开发,并且只在 x86架构上运行。 RIA同时极为适合在车上使用,由于无需安装特殊软体,可在保护的环境里(又称「沙箱」sandbox)于本机端执行,并且可在车辆接近无线热点时「偶尔进行连线」 。


在使用以卫星影像为主的导航应用程式时,影像内容在车辆移动或使用者卷动影像时重新更新。若是使用传统的网路应用程式时,整个萤幕需要在卷动影像时不断更新,就难以做到这一点。


相较之下,Google Earth(使用非同步JavaScript与XML(AJAX)来开发的丰富网际网路应用程式)卷动影像时就极为顺畅又有效率。这是由于AJAX在后端与伺服器交换少量资料,整个网页就不用在每次使用者要求变更时就得重新载入,网路应用程式因此回应速度提升,进而提高互动性及使用性。


线上内容与应用程式

x86平台架构提供既丰富又可互动的驾​​车及乘车体验,并且拉近了车用产品及消费性产品生命周期之间的差距,这对于无法和PC相容的平台来说是很难做到的。


众多网路内容及丰富网际网路应用程式(RIA),在用户端透过Adobe Systems公司所推出之Adobe Flash-创造和处理多媒体内容的工具进行运作,其中包括建立网路应用程式、游戏和电影等内容,以及针对行动电话和其他嵌入式装置设计内容的编辑环境,还有用以执行或解析Flash 档案的网页浏览器用户端插入程式Flash Player。 Flash Player用户端支援图形、脚本语言及双向影音串流。


在网页内加入动画及互动性功能时,有愈来愈多人采用Flash技术,而它普遍用于建立动画、广告及多种网页元件,以整合影片到网页内并开发丰富网际网路应用程式。


在车内部建Flash电影、游戏和应用程式的主要挑战,在于目前尚无软硬体平台的统一规格。针对PC、行动电话、PDA及其他非PC装置有多种不同的Flash Player版本,视使用的硬体平台与作业系统,Flash的支援性会有所不同。举例来说,非x86架构的处理器,例如SH、MIPS和ARM等,即无​​法使用Linux版本的Flash Player。由于Flash编辑环境在桌上型平台运行,多数的Flash媒体和应用程式一开始是在桌上型电脑平台进行开发,并针对x86架构进行最佳化。部分Flash内容最后再转出到其他非x86架构平台,然而大部分的内容是没有被转出的。


Adobe针对非x86平台推出一种可播放Flash 的播放器,名为「Flash Lite」。 Flash Lite基本上是以Flash Player 7为架构,落后目前针对PC平台所推出的Flash Player 9有两代的差距。就算是与旧的Flash Player 7相比,Flash Lite还是有一些限制,例如不支援Flash Video及Rich Text Style Support(CSS)。要确保可在车辆里使用最新、最复杂Flash应用程式的最佳方法,就是使用完全相容于PC的平台。 Flash Player是一种插入程式,提供极特定的功能以强化现有的应用程式。以Intel架构为主的系统可使用许多外挂程式,而其他架构则只能使用少数外挂程式。


沙箱虚拟化

AJAX与基本的Java开发环境提供了一项安全机制称为沙箱(sandbox),用来建立特殊的应用程式间隔。沙箱是一项安全机制,未受到信任的程式可在被保护的环境里安全执行;它会创造一个「虚拟机器」,从机应用程式(guest application)存取一套被严密控制的资源。语言解译器控制从机应用程式所能存取的系统资源。举例来说,虚拟机器可能只允许应用程式存取磁碟及记忆体涂销空间上少量的资源,而存取网路介面、储存装置及记忆体等主机硬体资源,则严格禁止。


沙箱是虚拟化的一项特例。虚拟化能带来车用音响所需的可靠性,并提供执行个人化线上内容和应用程式的弹性,对于建立车辆的资讯娱乐平台极为有用。虚拟化将硬体分为多个受到保护的区域,以拥有这项弹性,像是可建立使用者区域,让虚拟机器在其中运行不重要的应用程式并储存个人化的内容,并且可限制使用者区域存取会损及安全区域可靠性的重要系统资源,如导航系统等重要的应用程式即可这个区域里运行。因此虚拟化使得平台能提供网际网路PC的弹性及个人化特性,再加上固定功能车用音响的可靠性。


WiMAX普及连线的重要性

当然为了执行众多丰富网际网路应用程式,车辆必须能存取网际网路。世界各处以及各个国家的无线网路连线能力不同,未来的车上资讯娱乐平台将透过多种方式无线连结网际网路。 Wi-Fi(802.11)为短距无线技术,让车辆能连接到驾驶人的家中或是不同的「热点」,也就是安装无线网路桥接器(access point)的地点。


除了车辆在进入无线网路桥接器范围内才能连线的Wi-Fi技术外,车辆也可以透过多种无线WAN技术来进行连结,像是 3G资料连结或符合IEEE 802.16标准的行动式WiMAX。 WiMAX能提供真正的宽频无线速度,以达到普及采用无线技术的目标。


行动式WiMAX使用OFDMA (正交分频多工)技术,在处理量、延迟性、频谱效益及先进天线技术的支援性上拥有先天的优势,相较于广域无线技术,能提供更高的效能。英特尔将提供打造成功WiMAX网路所需的关键元件,包括第一个固定式WiMAX解决方案(Intel PRO/ Wireless 5116 宽频介面)及固定式/行动式双模解决方案(Intel WiMAX Connection 2250)。这些创新内容可协助加速布建行动WiMAX网路。


由于不知何时能取得无线网路连线能力,平台必须使用扩充卡(如ExpressCard插槽),或使用USB或蓝牙透过特定目的的网路存取装置来进行连接,以拥有支援多种无线技术的弹性。


建立具有扩充性的x86平台跨产业合作

随着技术进步,车上资讯娱乐平台需要能整合多种先进消费性应用程式的弹性。例如英特尔率先使用开放平台,与领导业界的车用产品制造商和供应商携手合作,建立具有扩充性的x86平台,满足车用产品产业对精巧体积、具电源使用效益及高度可靠性等的特殊需求。英特尔也提供了WiMAX与超宽频(Ultra-Wideband)等关键技术元件,同时也改善技术,像是更具效率的挥发性及非挥发性记忆体技术。有了这些创新,下一代的车上资讯娱乐平台将能够连接到网路,并且拥有安全执行丰富网路应用程式的弹性,以取得网路内容和服务。


…作者Brad Starks为英特尔车上资讯娱乐平台架构师,Susan Yost为车上资讯娱乐市场…


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