Software defined vehicle

מערכת ההפעלה Android Automotive‏ (AAOS) לרכב מוגדר באמצעות תוכנה (SDV) ותומכת במגוון רחב של תחומים בחישובים לרכב, מעבר למערכות מידע ובידור, כמו לוחות מכשירים, אמצעי בקרה של המרכב ועזרה לנהג.

איור 1. אזורים מרכזיים ב-SDV.

פלטפורמת ה-SDV נותנת מענה לאתגרים המרכזיים בפיתוח רכבים מודרניים. הוא מספק בסיס תוכנה קומפקטי, בעל ביצועים גבוהים וניתן להרחבה, שמבוסס על סטאק Android מובנה ללא ראש. המערכת הזו משולבת עמוק בארכיטקטורה של הרכב כדי להפעיל רכיבים בכל הרכב, כולל מנגנוני הפעלה של המושבים, לוחות מכשירים, בקרת אקלים, תאורה, מצלמות, מראות וטלמטריה.

ליבת ה-SDV של AAOS היא מערכת הפעלה קלילה שמבוססת על Android וכוללת תבניות framework ברמה נמוכה שספציפיות לתעשיית הרכב, לצורך תקשורת, אבחון ועדכוני תוכנה. המסגרות האלה מאפשרות ל-AAOS SDV להפעיל בקרי רכב שונים, כמו מחשוב ליבה, בקרי מרכב ודומיינים של לוחות מחוונים.

פלטפורמת ה-SDV של AAOS כוללת גם את מסגרת הבטיחות של התצוגה, שמאפשרת הטמעה של אפליקציות ללוח המכוונים, כמו צלילי התראה, מצלמות רגולטוריות וגרפיקה מתוחכמת שמשתלבת בצורה חלקה עם תוכן ה-IVI של AAOS. התכונה 'בטיחות התצוגה' כוללת שרשרת כלים לעיצוב בטיחות וצג בטיחות לדוגמה, שמאפשרים ליצרני ציוד מקורי (OEM) לעמוד בדרישות הבטיחות הפונקציונלית באמצעות מנגנוני הבטיחות המגוונים של פלטפורמות מערכות על שבב (SOC) לרכב.

מבוא ל-AAOS SDV

‫AAOS SDV פועל בסביבת מכונות וירטואליות מרובות במערכת על שבב (SoC) לרכב, בדרך כלל לצד מערכת IVI. ‫AAOS SDV הוא מופע Android ללא ממשק משתמש, שמסתמך על וירטואליזציה עם מנהלי התקנים של VirtIO. הארכיטקטורה הזו מאפשרת להריץ את אותו קובץ אימג' של המערכת בסביבות וירטואליות מבוססות-ענן כמו Cuttlefish, או בכל היפר-ויז'ר שתואם ל-VirtIO בחומרת היעד. ‫AAOS SDV מספק פלטפורמה סטנדרטית, ניתנת לעדכון ומאובטחת לפונקציות של הרכב.

איור 2. סביבת AAOS.

יכולות עיקריות

בקטע הזה מתוארות היכולות העיקריות של AAOS SDV.

פיתוח מבוסס-ענן (תאום דיגיטלי)

‫AAOS SDV מיועד להפעלה במכשיר הווירטואלי Cuttlefish, ומאפשר ליצור תאום דיגיטלי של סביבות מחשוב לרכב בענן או במכונות מקומיות. התאום הדיגיטלי הזה מאפשר לכם לפתח ולבדוק תוכנות לרכב – משירותים בודדים ועד אינטראקציות בין כמה מכונות וירטואליות – לפני שהחומרה הפיזית זמינה, וכך לקצר את זמן יציאה לשוק.

רכיבים מרכזיים:

• ‫Cuttlefish: מדמה את סביבת ה-SDV של כמה מכונות וירטואליות.
• ‫Android Studio for Platform ‏ (ASfP): מספק כלים לפיתוח ולפריסה של שירותים מבוססי Rust ב-Cuttlefish.

עיבוד של אשכול הכלים ושל תוכן עם רמות קריטיות שונות

‫AAOS SDV תומכת בתרחישי שימוש כמו לוחות מחוונים דיגיטליים, שנדרש בהם עיבוד של מידע ברמות קריטיות שונות. כך אפשר להציג מידע קריטי לבטיחות כמו נורות אזהרה (telltales) לצד תוכן גרפי עשיר. הרינדור הזה צריך להיות זמין בשלב מוקדם ברצף האתחול של הרכב.

רכיבים מרכזיים:

• SDV Media: מאפשרת יכולות גרפיקה ומדיה במכונת VM שאינה IVI.
• בטיחות התצוגה: מספקת נתיבי עיבוד בטוחים מבחינה פונקציונלית, בשלב מוקדם של האתחול, למידע קריטי על אשכולות ולסימני אזהרה.

שילוב ותקשורת של שירותים בתחום הרכב

הפלטפורמה מאפשרת שילוב עם ארכיטקטורות קיימות של רשתות רכב באמצעות ארכיטקטורה מוכוונת-שירותים (SOA). זה כולל תקשורת בין מכונות וירטואליות, ניהול מחזור החיים של השירות ותקשורת עם שירותים ביחידות ECU אחרות.

רכיבים מרכזיים:

• ‫SDV Core OS: מספקת מופע Android ללא ממשק משתמש לשירותי ליבה:
  • תקשורת בין מכונות וירטואליות
  • זיהוי וניהול שירותים
  • עדכוני מערכת וניהול צריכת חשמל
  • נקודות שילוב לשירותי אבחון, הגדרה וכיול
• SOME/IP broker: מאפשר תקשורת בין שירותי SDV לבין שירותי ECU חיצוניים באמצעות תוכנת ביניים (middleware) מבוססת-שירות וניתנת להתאמה על גבי IP ‏(SOME/IP).

עיבוד נתונים במכשיר

‫AAOS SDV כולל מסגרות לאיסוף נתונים במכשיר ולעיבוד קצה.

רכיבים מרכזיים:

• טלמטריה של SDV: מאפשרת איסוף נתונים במכשיר ועיבוד קצה לשירותים של רכב לענן, עם תמיכה בהגדרה דינמית.

שנתחיל?

הוראות להגדרת הסביבה ושימוש בה מפורטות במאמר תחילת העבודה.