Перспективи автомобільних інновацій

Алекс Агізім

В умовах швидкого розвитку мобільних, хмарних та embedded-технологій може здатися дивним, що більшість автомобільних інформаційно-розважальних систем (IVI, in-vehicle infotainment) зазвичай розробляються за 4-5 років до випуску самих автомобілів на ринок. Наприклад, у більшості моделей 2014 року використані IVI-системи 2009 року. Відповідно до більшості сучасних галузевих стандартів цикл розробки тривалістю у 5 років є неприйнятним. Чому ж розробка затребуваного гаджета — автомобіля — зазнає такої технологічної затримки?

Головним чином, тривалий процес розробки IVI-систем обумовлений двома факторами: вимогою стабільності і безвідмовності роботи системи і довгим строком служби автомобіля. Хоча IVI-системи асоціюються у більшості споживачів переважно тільки із навігацією і розвагами, насправді вони також пов’язані із багатьма важливими сервісами: системою сприяння водію, керуванням роботою двигуна і автомобільними датчиками. Це означає, що всі IVI-системи повинні проходити ретельне тестування, оцінку безпеки і сертифікацію. Крім того, виробники транспортних засобів повинні гарантувати працездатність IVI-систем протягом 10-15 років — строку служби автомобіля.

На жаль, сьогодні на ринку навіть найсучасніші автомобілі обладнані IVI-системами із застарілим програмним забезпеченням та інтерфейсами. Більше того, сьогодні покупці не мають можливості адаптувати свої IVI-системи за допомогою програмних оновлень або сторонніх додатків. І хоча деякі люди змінюють автомобілі раз на два-три роки, для більшості з нас придбання машини – це довгострокова інвестиція. За даними компанії R.L. Polk & Co., що займається аналітикою автомобільного ринку, середній період експлуатації машин у США збільшується. Якщо ця тенденція збережеться, багато споживачів будуть змушені користуватися застарілими IVI-системами протягом наступних дев’яти-десяти років.

Тюнинг автомобіля

На сьогоднішній день є безліч компаній, що вміють тюнингувати машини – змінювати підвіску, ставити спойлери, покращувати і змінювати мотори, амортизатори тощо. Уявіть, що IVI-системи можна було б постійно поновлювати і адаптувати, як смартфони і планшети. Що в машині можна слухати музику через Pandora, розповідати про своє місцезнаходження у Facebook або телефонувати по Skype. А от якби онлайн-магазини, наприклад, iTunes і Google Play, почали пропонувати спеціальні IVI-додатки? Розвиток попиту на індивідуальну адаптацію користувацьких пристроїв веде до того, що ці гіпотетичні сценарії у недалекому майбутньому стануть стандартами — це всього лише питання часу.

Платформа Android особливо добре підготована для кастомізації IVI-систем, оскільки вона є свого роду “open source”-раєм для розробників. У той час як технологія iOS лишається закритою власністю Apple, Android була відкрита Google для широкого використання, і тому на сьогоднішний день ця платформа домінує у сфері мобільних технологій.

Тим не менше, у Android є суттєві недоліки, які потрібно усунути, перш ніж використовувати цю платформу для IVI-додатків. Наприклад, за стандартами автомобільних технологій у Android дуже тривалий час завантаження, що не відповідає типовому сценарію використання систем у машині. Середній час завантаження пристрою на основі Android — 40 секунд. Такий час прийнятний для мобільного пристрою, який рідко вимикається, але для автомобіля це відчутна проблема. Більшість людей заводять машину і одразу ж починають їхати, а повільне увімкнення IVI-додатків призведе до того, що водії будуть завантажувати карту або плейліст уже в процесі водіння, що стане для них неприйнятним.

Більше того, водій не зможе просто перезавантажити свій автомобіль у разі збою IVI-системи. Нестабільна операційна система (ОС) незручна при використанні мобільного пристрою, але при управлінні машиною нестабільність — це вже справжня небезпека. А якщо водій завантажить сторонній IVI-додаток, налаштування якого вплинуть на оперативні компоненти автомобіля, то це поставить під загрозу усю його безпечність і функціональність. Наслідки можуть варіюватися від зміни даних діагностики та датчиків до вимкнення аварійних систем.

Тим не менше, проблеми повільного завантаження і операційної швидкості можна вирішити шляхом модифікації Android і перетворення її на ОС “автомобільного рівня”. Але по-справжньому складне завдання – збалансувати інноваційність Android із суворими стандартами безпеки і надійності, прийнятими в автомобільній індустрії. Як одна система може поєднувати гнучкість і модульність, зручну для користувацької персоналізації, із безкомпромісною безпекою і надійністю?

Гіпервізор забезпечує розділення критично важливих систем і оновлюваних IVI-компонентів

Реальність полягає у тому, що поєднати обидві ці вимоги в одній ОС неможливо, але ми й не повинні намагатися. Замість управління однією складною і потенційно ненадійною ОС, слід забезпечити одночасну роботу двох систем, повністю функціональних і працюючих в ізольованих середовищах (sandboxed). Використовуючи open-source і незалежний від ОС гіпервізор Xen, розробники зможуть паралельно запускати дві різні ОС на єдиній “системі-на-чіпі” (System-on-Chip, SoC) і забезпечити функціонування:

Високонадійної Linux-ОС або операційної системи реального часу (ОСРЧ) автомобільного рівня, наприклад, Autosar або QNX для автомобільного ПЗ;

Адаптовуваної ОС Android або Linux-ОС для інформаційно-розважального ПЗ.

Гібридна архітектура, заснована на гіпервізорі Type-1, дозволить розробникам створити IVI-систему на Android або Linux, не наражаючи на ризик функціональність, безпеку та надійність основного ПЗ автомобіля. Найважливіші компоненти, такі як датчики, діагностичні і аварійні системи ніколи не зазнаватимуть впливу стороніх додатків, оскільки вони будуть повністю ізольовані у межах відповідних ОС (Таблиця 1). Працюючі в ізольованих середовищах (sandboxed) операційні системи Linux і Android дають розробникам можливість створювати кастомізовуване інформаційно-розважальне ПЗ, не піддаючи негативному впливові безпеку і надійність транспортного засобу.

Blog_automotive

Таблиця 1: Гіпервізор ефективно розділяє інформаційно-розважальні додатки та найважливіші автомобільні системи у рамках єдиної гібридної архітектури ПЗ.

Ця сфера поки що є відносно недослідженою, але рано чи пізно IVI-системи будуть настільки ж придатними до адаптації, як і будь-які інші мобільні пристрої. Незважаючи на те, що Android на сьогоднішній день потребує виправлення деяких недоліків у сферах надійності, безпеки і швидкості завантаження для перетворення її на ОС “автомобільного рівня”, тим не менше, це ідеальна операційна система для кастомізації IVI. Модифікувавши Android і прискоривши його завантаження, а також використавши гібридну архітектуру для розділення найважливіших функціональних систем автомобіля та інформаційно-розважальних компонентів, розробники зможуть почати формувати новий ринок автомобільного ПЗ, що змінить усю галузь.

Алекс Агізім, віце-президент і директор з технологій напрямку Embedded Systems, GlobalLogic.

Посилання на оригінальну публікацію (англійською мовою)