为汽车信息娱乐开发Android驱动的应用程序

开发人员可以有力地证明，Android 现在是有史以来最成功的便携式操作系统。根据研究公司 IDC 的数据，就近期智能手机销量而言，Android 设备占全球市场 68% 的份额（截至 2012 年 9 月的季度）。相比之下，苹果拥有 17% 的市场份额。在 12 个月内，预计将有超过 10 亿台 Android 设备投入使用——考虑到每天有近 700，000 部新智能手机被激活，这个目标是可以实现的。轻松访问适用于 Android 的软件和开发工具意味着从个人工程师到大型公司最大的研发部门，几乎任何人都可以参与其中。

对于销售在线服务的公司来说，没有合适的 Android 智能手机应用程序几乎是一种限制。在过去的五年中，用户的期望已经从看到一个好的网站转变为看到一个好的移动网站，再到有一个 Android 或 iPhone 应用程序可用。根据 AOL Tech 的数据，2012 年 Android 应用程序的下载率为每月 15 亿次安装，迄今为止安装总数接近 200 亿次。

比较不公平

拥有智能手机和配备 IVI 系统的车辆的个人不可避免地会比较和对比两者。典型信息娱乐系统的功能在过去 10 年中不断发展，受到汽车制造商漫长的开发周期及其传统上保守的产品开发方法的限制。质量和可靠性是最重要的，同时保持低成本以确保最终产品保持竞争力的压倒性需求也是如此。

在最近的巴黎车展上，几家汽车制造商宣布了他们的最新车型，这些车型体现了始终联网汽车的概念。这样的系统之一是雷诺基于 Android 的 R-Link 信息娱乐系统，具有内置的 Android 应用程序，例如导航、多媒体和电话支持，通过雷诺批准的应用程序的在线商店提供支持。尽管有这些和其他 IVI 增强功能，但与 IVI 系统相比，今天的任何驱动程序都可以查看现代智能手机并在该设备上发现更多的功能和个性化。汽车制造商越来越迫切地希望在不影响其安全性的情况下将这种级别的功能和灵活性整合到车辆中。使用 Android，有几种方法可以完成这项工作，每种方法都有自己的优点和缺点。

将您自己的设备 （BYOD） 带到您的车辆上

如果 Android 智能手机可以被认为是终极的信息娱乐设备，那么为什么不将它连接到车内呢？这是Car Connectivity Consortium采用的方法，该联盟成立的目的是让智能手机屏幕显示在信息娱乐主机上。包括 Mentor Graphics 在内的多家信息娱乐平台提供商提供了这种方法，将主机用作瘦客户端显示器，应用程序直接在智能手机上运行。如今，连接是通过 USB 电缆提供的，但 Wi-Fi 连接正在兴起。蓝牙 3.0 还可以为智能手机和 IVI 系统之间的视频流提供足够的带宽。

这种方法的优势在于，手机连接技术不会随着汽车老化而过时，这是一个重要因素，因为典型的智能手机在其生命周期内享有更高的刷新率。随机 IVI 软件更新的概念对于更持久的基于汽车的系统来说风险太大；原始设备制造商希望严格控制该过程。展望未来 10 年，这意味着信息娱乐系统仍然是最新的和相关的，因为它的功能当时基于智能手机。

这种方法还具有成本优势，因为永久固定的信息娱乐系统对于 OEM 或一级开发人员来说设计和维护的成本更低。另一个好处与共享或租用车辆有关——智能手机可以立即个性化它所连接的车辆，而无需每次都学习新的用户界面。将智能手机集成到信息娱乐系统的一个例子是 Android 汽车模式，它通过提供对 GPS 导航、语音激活命令和手机联系人列表等关键应用程序的快速访问，将 Android 手机变成更好的驾驶伴侣。

允许智能手机屏幕显示在信息娱乐主机上的主要缺点是信息娱乐系统作为汽车功能的失控和适销性。高端汽车制造商现在正在通过复杂的信息娱乐系统实现差异化。他们不愿意将这种优势转嫁给手机制造商。就某人通过智能手机侵入车辆系统的可能性而言，还潜伏着未知的安全风险。

在 Android 操作系统中构建的注意事项

许多设计的信息娱乐系统，如雷诺的 R-Link 直接将 Android 构建到车辆中，并预加载了许多经过批准和测试的应用程序。这为潜在的汽车购买者提供了一个预先构建的、经过测试的、最先进的信息娱乐系统。这里的想法是，车主现在可以从制造商管理的在线商店下载其他 Android 应用程序。Android 操作系统与其他车辆功能保持隔离，应用程序仅由制造商批准的存储库提供，以帮助保护系统免受恶意软件的侵害。然而，随着 Y 一代 Android 用户开始主导汽车购买者群体，他们将希望自由下载自己喜欢的应用程序，并且不会对为他们决定的预定义组合感到满意。

从 OEM 的角度来看，采用 Android 作为基础操作系统会带来一些重大的商业风险。一些 OEM 对 Google 作为 Android OS 平台的所有者和许可方的无所不在感到紧张。由于谷歌管理着 Android 的发布时间表和内容，许多汽车战略家对影响其产品发布周期的 Android 变化持谨慎态度。如果许可或使用条款突然改变会怎样？

最初的 Android 操作系统是专门为移动智能手机设计的，必须对其进行修改以处理车辆中的各种音频流，信号来自倒车传感器、收音机、DVD 播放器、导航、电话和外部源。Android 中涵盖音频流路由的中间件已被证明难以修改和重新测试；预期的信息娱乐系统必须在多个点连接，包括音频抛掷器（以指定采样率提供单个输出的混音器）、底层音频硬件和音频管理器。一些开发人员质疑，当可以将智能手机插入车辆时，为什么他们应该致力于这项技术。

嵌入式 Android 架构

开发人员可以从几种可能的方法中选择将 Android 实现到车辆中。一些汽车制造商使用 Android 作为信息娱乐系统的核心操作系统，认为它足够安全和成熟，足以胜任这一角色。对于不那么大胆并希望坚持使用 Linux 的设计人员，Android 仍然可以作为客户操作系统包含在“容器”中（参见图 1）。使用 Linux 容器 （LXC），Linux 主机可以将资源分配给 Android 来宾，其中包括可用于应用程序的内存、访问权限、可用服务以及与其他域的交互。该容器旨在成为一个安全的环境，因此用户可以将委托的应用程序下载到该区域。

图 1：在 Linux 容器中运行 Android 时，可以严格控制权限和权限。

在 IVI 系统中包含 Android 的另一种技术是使用硬件或软件虚拟化层（参见图 2）。在这种情况下，每个操作系统或域都运行在专用的虚拟机上，并且共享底层主机平台可用的硬件资源。允许在不同域之间以受控方式进行通信，并且启动可能是独立的，从而允许在专用域上运行的安全关键功能比信息娱乐系统或 Android 系统更快地可用。

图 2： Android 和 Linux 可以在虚拟化层或管理程序上同时运行。

一些硬件平台提供商在硬件中提供隔离域。软件虚拟化可使用来自 SYSGO、OpenSynergy 和 Open Kernel Labs 等提供商的专有软件。这些虚拟化层消耗少量的整体资源（通常为 1% 到 4%），并允许高度的域隔离和安全性。

几年后，所有司机都希望他们的车辆能够永久连接到互联网。这将允许访问云数据服务、远程信息处理、视频和音频流以及应用程序下载。这不再是这是否会发生的问题，而是当所有这些都对公众开放时。Android 在智能手机中的爆炸式增长确保了 Android 应用程序需要在车辆中访问，用户将决定这些应用程序是内置的还是通过 BYOD 解决方案访问的。

作者：Andrew Patterson，Mentor Graphics

审核编辑：郭婷