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PC相容平台豐富汽車連網體驗
汽車電子新視野

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

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x86平台架構提供豐富及具互動性的車上娛樂體驗,這是非PC相容平台難以做到的一件事,並且拉近了車用產品及消費性產品生命週期之間的差距。


愈來愈多以網路為主的豐富服務、內容及應用程式,為汽車供應商、製造商、服務、內容提供者及其他廠商帶來龐大商機。透過建立開放式資訊娛樂平台(infotainment),以多種方式連接網際網路,以最佳效能、軟體彈性及安全性,執行最新、最多元化的網路應用程式,汽車供應商將得以落實這項商機。


本文說明x86平台架構如何提供一個非PC相容平台難以做到的豐富性及互動性駕駛體驗的基礎。


聯網平台提供更多互動資訊與娛樂

車主每年花了數十億美元,在他們的車上配備最新的裝置,幫忙找路、提供資訊並帶來娛樂享受,使車主能夠和朋友、家人和同事保持聯絡,還並同時讓乘客有事情好做。車用產品及消費性電子產品供應商提出多種固定式功能的裝置,像是GPS導航系統、AM/FM/衛星廣播和娛樂裝置,使車主能從CD或DVD取得影音內容。然而隨著以網路為主的服務、內容及應用程式大量出現,這些裝置將很快被淘汰。


採用PowerPC或ARM架構嵌入式處理器的裝置,通常被設計以支援固定幾種應用程式。這些應用程式一般被「寫死」在裝置裡,因此在推出新功能時會遭遇到難以升級的問題。


在消費性電子產品、PC及網際網路的世界裡,創新的腳步毫不停息。而在車用產品的世界裡,設計及驗證手續得花上不少時間,因此一個設計成功的車用電子產品必須花費兩到四年才能上市。車用產品生命週期長,缺乏升級彈性而只有固定功能的裝置,導致產品往往在上市前就已過時。


PC平台的易升級性和開放性,縮短車用產品和消費性產品生命週期的差距。使用開放架構的車用裝置,可在裝置出廠時便於使用最新的應用程式進行更新。若是裝置能運行網路應用程式,那麼產品就能在不變動裝置的情況下,取得新的應用程式及內容。


現今車輛裡的導航裝置,提供了標準的功能檢查清單,例如2D及3D畫面地圖、輕鬆直覺使用者介面、路線規劃(Turn-By-Turn)駕駛指引;此外導航裝置還能夠指引使用者至機場、旅館或餐廳等預先設定的目的地。不過這些裝置的功能是固定而無法隨機應變的。


如果這個裝置擁有聯網能力以及如同PC一般支援軟體的彈性,就能加入即時交通更新等功能並且豐富導航應用程式的內容;系統能藉由線上交通的服務,在前方車速緩緩時,隨機應變重新規畫路線。一輛擁有聯網能力的車,可執行動態目的地功能,駕駛人不僅能得到像是最新的旅館等路線指引,而且還能得到哪一家旅館有空房、目前的房價等資訊,甚至是利用按鈕或是語音控制就能完成訂房的動作。聯網的導航系統可偵測車輛油量過低,並且將駕駛人帶到距離規畫路徑最近,或是當天油價最低的加油站。


聯網平台同時能提供豐富的線上影音內容和取得該內容的眾多服務,像是可設定車上資訊娛樂平台取得廣播所播放歌曲的數秒內容。只要按下按鈕,資訊娛樂平台就能利用像是Gracenote (註:嵌入式軟體和資料庫供應商) 所提供的音樂目錄服務來辨識歌曲,使用者接著就能購買並下載歌曲到播放清單。


AJAX 及豐富網際網路(RIA)的應用

目前的導航應用程式可在螢幕上呈現當地的繪製地圖。連接到Google Earth 等網路服務,就能以當地的即時衛星影像來加強地圖內容。加上Google Earth服務的導航系統,使得使用者能在當地衛星照片上看到代表目前位置的圖示。當車輛行經該地區時,衛星影像顯示建築物、湖泊、樹木和房屋,而衛星影像會捲動,保持目前的位置在影像中央。使用者也能使用觸控式螢幕來捲動影像,掃描鄰近地區以搜尋地標。


Google Earth是眾多豐富網際網路應用程式-RIAs(Rich Internet Applications)裡的一個例子。許多RIA在PC桌面環境裡,以PC使用者的思考模式進行開發,並且只在 x86架構上運行。RIA同時極為適合在車上使用,由於無需安裝特殊軟體,可在保護的環境裡(又稱「沙箱」sandbox)於本機端執行,並且可在車輛接近無線熱點時「偶爾進行連線」。


在使用以衛星影像為主的導航應用程式時,影像內容在車輛移動或使用者捲動影像時重新更新。若是使用傳統的網路應用程式時,整個螢幕需要在捲動影像時不斷更新,就難以做到這一點。


相較之下,Google Earth(使用非同步JavaScript與XML(AJAX)來開發的豐富網際網路應用程式)捲動影像時就極為順暢又有效率。這是由於AJAX在後端與伺服器交換少量資料,整個網頁就不用在每次使用者要求變更時就得重新載入,網路應用程式因此回應速度提升,進而提高互動性及使用性。


線上內容與應用程式

x86平台架構提供既豐富又可互動的駕車及乘車體驗,並且拉近了車用產品及消費性產品生命週期之間的差距,這對於無法和PC相容的平台來說是很難做到的。


眾多網路內容及豐富網際網路應用程式(RIA),在用戶端透過Adobe Systems公司所推出之Adobe Flash-創造和處理多媒體內容的工具進行運作,其中包括建立網路應用程式、遊戲和電影等內容,以及針對行動電話和其他嵌入式裝置設計內容的編輯環境,還有用以執行或解析Flash 檔案的網頁瀏覽器用戶端插入程式Flash Player。Flash Player用戶端支援圖形、腳本語言及雙向影音串流。


在網頁內加入動畫及互動性功能時,有愈來愈多人採用Flash技術,而它普遍用於建立動畫、廣告及多種網頁元件,以整合影片到網頁內並開發豐富網際網路應用程式。


在車內部建Flash電影、遊戲和應用程式的主要挑戰,在於目前尚無軟硬體平台的統一規格。針對PC、行動電話、PDA及其他非PC裝置有多種不同的Flash Player版本,視使用的硬體平台與作業系統,Flash的支援性會有所不同。舉例來說,非x86架構的處理器,例如SH、MIPS和ARM等,即無法使用Linux版本的Flash Player。由於Flash編輯環境在桌上型平台運行,多數的Flash媒體和應用程式一開始是在桌上型電腦平台進行開發,並針對x86架構進行最佳化。部分Flash內容最後再轉出到其他非x86架構平台,然而大部分的內容是沒有被轉出的。


Adobe針對非x86平台推出一種可播放Flash 的播放器,名為「Flash Lite」。Flash Lite基本上是以Flash Player 7為架構,落後目前針對PC平台所推出的Flash Player 9有兩代的差距。就算是與舊的Flash Player 7相比,Flash Lite還是有一些限制,例如不支援Flash Video及Rich Text Style Support(CSS)。要確保可在車輛裡使用最新、最複雜Flash應用程式的最佳方法,就是使用完全相容於PC的平台。Flash Player是一種插入程式,提供極特定的功能以強化現有的應用程式。以Intel架構為主的系統可使用許多外掛程式,而其他架構則只能使用少數外掛程式。


沙箱與虛擬化

AJAX與基本的Java開發環境提供了一項安全機制稱為沙箱(sandbox),用來建立特殊的應用程式間隔。沙箱是一項安全機制,未受到信任的程式可在被保護的環境裡安全執行;它會創造一個「虛擬機器」,從機應用程式(guest application)存取一套被嚴密控制的資源。語言解譯器控制從機應用程式所能存取的系統資源。舉例來說,虛擬機器可能只允許應用程式存取磁碟及記憶體塗銷空間上少量的資源,而存取網路介面、儲存裝置及記憶體等主機硬體資源,則嚴格禁止。


沙箱是虛擬化的一項特例。虛擬化能帶來車用音響所需的可靠性,並提供執行個人化線上內容和應用程式的彈性,對於建立車輛的資訊娛樂平台極為有用。虛擬化將硬體分為多個受到保護的區域,以擁有這項彈性,像是可建立使用者區域,讓虛擬機器在其中運行不重要的應用程式並儲存個人化的內容,並且可限制使用者區域存取會損及安全區域可靠性的重要系統資源,如導航系統等重要的應用程式即可這個區域裡運行。因此虛擬化使得平台能提供網際網路PC的彈性及個人化特性,再加上固定功能車用音響的可靠性。


WiMAX普及連線的重要性

當然為了執行眾多豐富網際網路應用程式,車輛必須能存取網際網路。世界各處以及各個國家的無線網路連線能力不同,未來的車上資訊娛樂平台將透過多種方式無線連結網際網路。Wi-Fi(802.11)為短距無線技術,讓車輛能連接到駕駛人的家中或是不同的「熱點」,也就是安裝無線網路橋接器(access point)的地點。


除了車輛在進入無線網路橋接器範圍內才能連線的Wi-Fi技術外,車輛也可以透過多種無線WAN技術來進行連結,像是 3G資料連結或符合IEEE 802.16標準的行動式WiMAX。WiMAX能提供真正的寬頻無線速度,以達到普及採用無線技術的目標。


行動式WiMAX使用OFDMA (正交分頻多工)技術,在處理量、延遲性、頻譜效益及先進天線技術的支援性上擁有先天的優勢,相較於廣域無線技術,能提供更高的效能。英特爾將提供打造成功WiMAX網路所需的關鍵元件,包括第一個固定式WiMAX解決方案(Intel PRO/ Wireless 5116 寬頻介面)及固定式/行動式雙模解決方案(Intel WiMAX Connection 2250)。這些創新內容可協助加速佈建行動WiMAX網路。


由於不知何時能取得無線網路連線能力,平台必須使用擴充卡(如ExpressCard插槽),或使用USB或藍牙透過特定目的的網路存取裝置來進行連接,以擁有支援多種無線技術的彈性。


建立具有擴充性的x86平台跨產業合作

隨著技術進步,車上資訊娛樂平台需要能整合多種先進消費性應用程式的彈性。例如英特爾率先使用開放平台,與領導業界的車用產品製造商和供應商攜手合作,建立具有擴充性的x86平台,滿足車用產品產業對精巧體積、具電源使用效益及高度可靠性等的特殊需求。英特爾也提供了WiMAX與超寬頻(Ultra-Wideband)等關鍵技術元件,同時也改善技術,像是更具效率的揮發性及非揮發性記憶體技術。有了這些創新,下一代的車上資訊娛樂平台將能夠連接到網路,並且擁有安全執行豐富網路應用程式的彈性,以取得網路內容和服務。


…作者Brad Starks為英特爾車上資訊娛樂平台架構師,Susan Yost為車上資訊娛樂市場…


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