车载信息娱乐技术的发展趋势与挑战

2015-05-06 20:11:06来源: 电子工程网

    近年来,在汽车细分市场中,车载信息娱乐产品发展最快。信息娱乐系统的范畴正呈扩大化趋势。过去,信息娱乐系统主要是为驾驶员提供无线电广播、卫星导航、交通路况等信息服务和音乐等娱乐功能以及免提电话等通信功能;现在,信息娱乐系统变成了功能复杂的数字内容中枢,汇集各种信息源,连接移动网络和智能手机。

    对于汽车信息娱乐系统,联网肯定是大势所趋,车联网将围绕三条主线展开: 消费电子、互联网、汽车-公路基础设施通信。

    为提高信息娱乐用户的使用体验,很多技术都经过了大幅改良,例如,AM/FM模拟收音机集成数字信号处理功能,数字广播标准DAB 、HDRadio、 SiriusXM SDARS兼备清晰音质和数据服务,多制式全球导航卫星系统(GPS、GLONASS、北斗2..)提高汽车在高楼林立城区等恶劣环境中的定位精度;通过移动宽带网查找目的地;手机与信息娱乐系统联通,通过车载系统播放手机中的数字媒体内容;改进的语音识别技术使人机互动变得自然、安全;大屏彩色显示器方便驾驶员查看信息;抬头显示屏可避免驾驶员分散注意力。这些示例代表了信息娱乐技术的未来发展趋势。

系统架构和工程学挑战

    因为上述功能变化很快,而且种类繁多,原始设备制造商(OEM)不得不重新设计信息娱乐系统。在传统信息娱乐系统中,主机是承载并控制这些功能的中心设备,但是,随着电子元器件数量日益增加,硬件工程师面临空间限制、印刷电路板复杂性、散热问题和机械连接等设计挑战。

    这些物理限制和工程学挑战是信息娱乐系统一级供应商必须解决的难题。市场期待一级供应商掌握诸多技术,顺从消费电子市场的需求变化,同时还受到谷歌、苹果等消费电子巨擘的影响。移动设备市场变化很快,从技术角度看,开发验证能够连接移动设备的全球通用信息娱乐系统十分复杂,这意味着一线供应商须在硬件、知识、测试和软件方面投入巨资,而这些投资的回报和收益不再有吸引力,不能成为一级供应商设立内部设计部门的理由。一级供应商需要的是开发生态系统。

    这些限制条件迫使车企先为高端系统设计分布式架构,将系统功能设计成不同的互联节点。在主机和车载信息服务控制器分离后,为满足市场对“通用”收音机的需求,市场上出现各种形状的隔离型调谐器,例如,收音机卡、天线控制器、智能天线,只有为数不多的几家一级或二级厂商有系统开发验证的能力。

人机界面的影响

     用户界面是导致分布式架构的另一个主要原因,用户界面的功能是为用户适时适度显示相关信息,满足用户的视觉期望,防止驾驶员分散注意力。显然,最终客户,特别是年轻一代,还期待在车上体验数字生活方式。 “我不想让车子中断数字生活”是年轻消费者的普遍观点,这说明人机界面(HMI)和图形用户界面须顺从消费电子市场的需求变化。这种发展趋势让车企感到越来越大的压力,他们不想把人机界面的控制权轻易地让给掌握镜像或投影智能手机车载技术的消费电子厂商,例如,谷歌和苹果。

    信息娱乐系统的人机界面是车企保持品牌差异化的要素,在所有车型上为消费者提供一个独一无二的人机界面外观,这种诉求导致原始设备厂商接管人机界面的开发权。

   结果,娱乐信息系统从一级供应商控制的黑色封闭式机箱变成对车企开放的系统。在高性能图形处理器(GPU)和系统芯片(SoC) 厂商直接支持下,包含第三方厂商的原始设备商生态系统可帮助车企在信息娱乐系统内实现自己的人机界面。用户对图形用户界面体验要求越高,原始设备厂商与半导体厂商的合作关系越密切。

    因为整车厂商已经提前选好了软硬件,信息娱乐系统一级供应商的角色从系统开发商转变为系统集成商,高端系统更是如此。

    人机界面技术充满挑战,未来发展趋势难以预测,这对整个信息娱乐产业的格局和原始设备厂商、一级供应商、软件厂商以及半导体厂商的成本结构影响巨大。事实上,巨大的研发成本将很多汽车半导体厂商关在门外,只有少数的厂商能够进入这个市场。业界公认的可能结果是,按照汽车工业标准优化最初为消费电子设计的人机界面系统芯片(SoC) ,并以模块的形式提供给信息娱乐系统一级供应商。

入门级信息娱乐系统重生

    为了让消费者获得经济实惠的信息娱乐系统,汽车厂商推出现新一代信息娱乐系统:能够连接用户移动设备的汽车收音机和显示屏音响(DA)。Mirrorlink、Apple CarPlay或Android Projected Mode等车载技术可以把智能手机变成汽车应用平台,在车载信息娱乐系统彩屏上显示并‘映射’智能手机应用软件的用户界面(UI)。应用软件安装并运行在智能手机上。

    虽然这样设计可以降低对系统芯片的图形处理性能的要求,但是映射技术要求车载CPU能够处理压缩数据传输,具有视频解码功能和高速通信接口,例如,USB、WiFi等。这些要求需要开发新一代成本优化的系统芯片应用处理器。

    为消费者对成本敏感的入门级信息娱乐的市场需求,激进的汽车厂商推出了推出了车载无显示屏收音机,深度简化人机界面。这种车载收音机人机界面精简到只剩几个按键,通过方向盘上的收控制按键操作收音机。图形用户界面应用软件运行在移动产品上,通过蓝牙或USB技术控制收音机、媒体播放器、免提电话等功能。汽车厂商提供信息娱乐系统用户界面应用,并掌握信息娱乐系统用户界面的所有权。

安全联网

    除前文讨论的应用外,车联网还涉及车载信息服务系统,覆盖智能交通系统(ITS)服务、紧急救援服务、路桥收费系统、发动机转速表、车险控制器。

    这些应用与传统信息娱乐系统周边设备共用多项技术和功能,例如,全球卫星导航、与后台服务器相连的移动网络、蓝牙、WiFi、USB接口、接收数据服务的数字收音机、车联网接入等。

    因为涉及经济模型和法律问题,这些应用对数据安全、隐私保护、互操作性和标准提出更高的要求。

    在解决人类社会面临的环境、经济和人口挑战中,这些服务和功能将发挥越来越重要的作用。在主要城市和超大城市,人们对更高出行效率和更可靠、更安全、以用户为本的服务的需求迅猛增长。

与Autotalks合作开发V2X

    车联网是实现智能交通解决方案的关键技术之一,基于WiFi 802.11p技术的车辆间通信和汽车与基础设施通信(V2X)将会丰富车联网的功能。V2X技术可实现安全的车载自组织网络和高成本效益的高效广播信息交换系统。在道路交通方面,V2X通信技术可提高车速和交通流动性,在环保方面,V2X可实现节能驾驶、替代路线规划、根据天气条件导航;在安全方面,V2X可实现紧急刹车灯和正向碰撞报警、路口驾驶辅助、盲点检测、车道偏离报警等。

    V2X通信技术在安全领域的应用表明,车载信息娱乐和车载信息服务的范围将扩至先进驾驶辅助系统,拉动市场对汽车防盗和功能性安全的需求,执行汽车安全完整性等级标准(ASIL)和ISO 26262-道路车辆功能安全标准的安全风险划分。

意法半导体提供一个独一无二的产品组合

    意法半导体在信息娱乐市场深耕30多年,是一个市场领先的半导体解决方案提供商,为汽车业提供技术先进的创新产品,拥有独一无二的广泛的产品组合,包括音频放大器、地面及卫星无线电调谐器、媒体处理器、卫星定位接收器、车载信息服务处理器和最近发布的V2X解决方案,其中V2X解决方案意法半导体与以技术成熟且产品齐全而闻名V2X市场的Autotalks的合作成果。

智能系统架构

    为战胜信息娱乐工业面临的诸多挑战,意法半导体定义一个智能系统架构,以解决日益复杂的功能和越来越大的成本压力两大难题。意法半导体的车载信息娱乐和车载信息服务解决方案是以系统为中心,而不是以独立设备为中心。

    信息娱乐系统厂商需要的是通用导航卫星接收器,例如,意法半导体的TESEO GNSS多制式卫星定位系统接收器;他们还需要模拟数字广播都能接收的可扩展的多通道、多标准收音机芯片。意法半导体的STAR/DOT调谐器和DCOP系列产品为软件收音机处理器铺平了道路。此外,为满足业界对捆绑丰富软件平台的通用开发平台的需求,意法半导体推出了成本优化的多核系统芯片,例如,汽车收音机和显示屏音响应用处理器系列ACCORDO、车载信息服务和车联网TELEMACO系列产品集成了安全功能,支持更宽的工作温度范围,符合ASIL标准。

结论

    信息娱乐市场正向车联网方向发展。意法半导体拥有丰富的汽车业从业经验,与主要OEM厂商和一级供应商合作,以服务信息娱乐市场为使命,长期致力于汽车业发展,产品核心功能以系统为中心,性能没有受到丝毫影响。

    意法半导体拥有广泛的技术和产品组合、系统知识,准备进一步推动并支持这个市场稳定发展,在研制更好、更安全和更经济的汽车中发挥积极的影响。

关键字:挑战

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2015/0506/article_10774.html
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