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盘点隐藏在屏幕后的 关于双系统双芯片技术和思考

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(原标题:详解理想ONE双系统双芯⽚)

无论是4月上海车展的理想ONE展台,还是理想零售中心,四屏交互都是绝对的明星。无论老人小孩还是科技奶爸都被他宽大的尺寸、快速的性能、智能的体验所吸引。今天我们就跟大家盘一盘隐藏在屏幕后的,关于双系统双芯片的技术和思考。

技术是非常客观的,就好比武士手里的一把武器。对比不同技术的好坏意义并不大,记得程序员圈子里的笑话:「一个初学者在论坛里问:哪个语言是世界上最好的语言?下一秒评论区就炸掉了」。技术的关键是如何使用它,怎么发挥其特长规避其短处,从而为用户带来最大价值和最优体验。

前瞻技术,理想ONE,理想ONE双系统双芯?

篇幅有点长,先说重点结论,双系统双芯片,这是目前理想工程师找到的满足性能、成本、扩展性、车规、大批量交付的最优方案。

Linux和德州仪器

相较于电脑和智能手机,车机操作系统对安全及可靠有着更苛刻的要求,谁都无法想象时速表、刹车和加速踏板等出现延时或没有反应的情况。因此,从安全和可靠的角度考虑,理想ONE跟车辆控制相关的功能和服务都是由Linux系统驱动——也就是很多车友已经熟悉的仪表屏和中央控制屏。仪表屏主要显示车辆的行驶、导航、里程、报警诊断、ADAS等信息,中央控制屏可以实现车辆控制、空调设定、座椅加热以及通风调整等功能。

数字仪表屏与车辆控制屏

相较于Android系统,Linux有更高的安全性和可靠性,具有丰富的软硬件生态,已经广泛稳定运行在从嵌入式芯片到大型服务器的各种设备中,并且对图形和网络的支持也非常出色。所以,Linux更容易开发成符合车规、安全可靠的操作系统。

在车载系统领域还有一位老大哥辈分的系统QNX,它是真正的实时系统,在可靠性和稳定性上能力突出。但是,对理想ONE来说,仪表和车辆控制这2块屏幕不仅只追求稳定,还要满足技术创新和服务生态等方面的诸多诉求,所以最终选择Linux车规级系统完成。

我们为Linux系统和这2块屏配备了?个专属处理器——选自德州仪器性能强大的车规级Jacinto 6芯片,以下简称J6。要知道,目前国内比较领先的智能车机系统,其所有的车机应用和车辆控制也仅使用了一片德州仪器J6芯片来驱动,而理想ONE只用它来处理车辆控制相关。

Android O Automotive和高通

早在2015年,理想的工程师就开始和谷歌车载系统团队接触,那个时候这个团队刚组建不久。时至今日,在今年5月的全球开发者大会,谷歌正式发布Android Automotive OS系统,明确打造汽车应用开发者生态,这一晃就是4年的开发摸索。这期间理想也同时和自主系统阿里巴巴的AliOS和华为保持密切技术往来,但在2019年这个时间点,Android Automotive是唯一能够满足“芯片”、“开发生态”和“应用生态”的系统选择。因为我们希望为座舱内的每一个人带来:跨越式的性能、丰富的内容和快速迭代升级。

理想的研发团队很早就是谷歌的合作伙伴,一直具有谷歌Android系统最新版本的早期访问权限。理想ONE也是首个能在国内市场买到的基于Android O AutomotiveOS深度定制的智能汽车车型。现在大家已经体验到的高德地图、百度地图、爱奇艺视频、理想音乐等应用,不是简单的照搬智能手机应用,而是全部基于理想ONE车载系统重新定制开发的应用软件版本。

中控屏与副驾娱乐屏

配合这套系统来驱动全车智能化一定的需要高一个高性能的处理器,与前边面临的挑战一样——符合「车规级」标准。业界普遍标准要求的严格程度排序是:军工级>车规级>工业级>消费电子级。车规级电子件对外部工作环境的要求非常高,如下图所示,除了环境外,汽车是不能容忍某个电子元件故障率偏高的,所以对汽车电子的元器件的要求还有很多,比如经常提到的一致性和可靠性。

总的来说使用车规级电子元件的代价就是:

1、选型难,复杂度高,没有合适的照搬方案;

2、开发验证成本高,周期长;

所以,既能在合适的时间供货芯片,又能符合性能需求,同时支持Android Automotive底层系统,能选的不多,高通的车规级处?器「骁龙820A」是最贵但最优的选择。骁龙820A采用面向异构计算而设计的高度优化定制内核——它能够调度组合SoC上不同的功能性内核,例如CPU、GPU和数字信号处理器(DSP)内核,还可以支持8路摄像头输入,2路4K视频画面输出等,实现前所未有的性能和节能表现。

软硬件的完美整合才能提供最好的用户体验,理想ONE 16.2英寸的中央大屏和12.3英寸的副驾驶娱乐屏正是在AndroidO Automotive OS和高通820A的联合驱动下,才为大家提供了顺滑流畅的使用体验。

那问题来了,直接用Android作为嵌入式Linux的替代品不是更方便吗,一套系统就可以解决所有问题。从理想的角度思考,相较于Linux,Android在车载操作系统领域是新兵,在对系统的实时性和稳定性上还需要验证和考验。

综合来看,共存是未来最佳的解决方案。在这个场景中,Linux与Android一起存在,前者作为汽车的实时操作系统保证车辆控制可靠和行车安全,后者负责智能体验和信息娱乐。这种方式保持了核心车辆控制体系与信息娱乐系统的隔离和分别控制,同时将Android的现有许多优势带入汽车,包括将消费电子世界扩展到汽车体验中。两套系统都具备独立和整车通讯的能力,同时两个系统间也是无缝通讯,在仪表上看到的地图和媒体信息就来自安卓系统。这就是理想ONE双芯片双系统的由来。

另外我们再多说两句,一个完整的汽车操作系统其实由以下几个部分组成:BSP(Board Support Package)、硬件抽象层、系统框架层、应用软件层。虽然我们使用了Android Automotive OS,但是我们对BSP及硬件抽象层做了非常大的修改,并且对系统框架层做了巨大的定制与优化。最终实现了很多Android缺少的功能:比如多屏幕同时显示同时触摸、副驾独立蓝牙耳机等。

写在最后,其实不存在完美的技术方案,只存在当下最合适的。理想ONE在双系统双芯片上砸下重金,用硬件分离的高成本方案,就是希望克服丰富与稳定,扩展性和成本之间的矛盾。有颜值又有内涵,支撑四屏语音交互体验成为行业标杆,让用户得到实惠。

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