忘記《杰特森一家》里那如夢似幻的太空飛輪吧，現(xiàn)在我們該從開發(fā)人員的角度出發(fā)，認(rèn)真思考創(chuàng)新方向：嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)、人機交互以及軟件標(biāo)準(zhǔn)。

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1954年福特公司公布的FX-Atmos概念車

其實我們很容易理解為什么有那么多未來技術(shù)作者會把汽車視為衡量技術(shù)發(fā)展水平的重要依據(jù)。除了日常代步之外，汽車既是我們生活中價值最大的消費品之一、同時也代表著最前沿的創(chuàng)新成果。時至今日，我們已經(jīng)開始在汽車上看到眾多新功能，其中包括機載傳感器、高速無線通信、云服務(wù)、實時數(shù)據(jù)訪問以及個性化人機交互方案。對于消費者來說這當(dāng)然是個好消息，但對于設(shè)計師、工程師以及開發(fā)人員來說，便利的背后則蘊藏著巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。

如果大家曾經(jīng)針對多核心系統(tǒng)開發(fā)出任何一種軟件產(chǎn)品，那么應(yīng)該會對汽車行業(yè)帶來的技術(shù)挑戰(zhàn)更為熟悉。簡單來說，多核心架構(gòu)在更強大的同時卻也更復(fù)雜……而這就是一切的起點。我們不妨想象一下，對于一套以安全性為最高訴求的系統(tǒng)當(dāng)中，成功或者失敗可能將在一瞬間決定。

在今年十月初始舉辦的Grace Hopper計算紀(jì)念大會上，四位來自福特公司的工程師分享了他們個人對推動整個行業(yè)所做出的貢獻(xiàn)——這不僅是福特的財富、同時也是整個交通運輸行業(yè)的一部分。聽了他們的陳述，我多次發(fā)出“哦，太酷了！”的贊嘆。相信大家在本文的引導(dǎo)下，也會與我一樣對美好未來充滿期待。

復(fù)雜性

擁有二十多年汽車行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗的Dona Burkard解釋稱，汽車嵌入式系統(tǒng)的復(fù)雜性是個不容忽視的難題。順帶一提，她的專長領(lǐng)域在于動力總成內(nèi)的嵌入式系統(tǒng)。

遙想2006年，當(dāng)時一輛汽車上只存在13塊嵌入式CPU（即ECU），她回憶稱；時至今日，這一數(shù)量已經(jīng)增加到65塊。正如Burkard所說，多核心微控制器架構(gòu)開始逐步入駐動力總成控制模塊，這在持續(xù)優(yōu)化發(fā)動機與變速箱功耗與散熱狀況的同時、也使二者的控制復(fù)雜性迎來大幅提升。由此帶來的技術(shù)挑戰(zhàn)在于：更困難的靜態(tài)/動態(tài)分析；大量以復(fù)雜的手寫方式開發(fā)出的傳統(tǒng)應(yīng)用在設(shè)計思路上并未考慮并行系統(tǒng)；需要更為嚴(yán)格的軟件標(biāo)準(zhǔn)等。

對于我們來說，一句“復(fù)雜性”似乎就能涵蓋所有；但通過下圖，大家才能真正了解現(xiàn)代汽車當(dāng)中需要納入考量的代碼模塊數(shù)量：

在再來想想我們該如何勾勒它們之間彼此作用的關(guān)系圖。在下面的圖片中，請大家關(guān)注左上方的圖表（也就是那亂糟糟的一團），想想對其進行調(diào)試到底有多困難——更不用說重構(gòu)多核硬件了。

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的出臺當(dāng)然是件了事，但在任何知識領(lǐng)域，標(biāo)準(zhǔn)化進程往往行動遲緩——有時候甚至比客戶們迫切要求使用的技術(shù)更滯后。對于交通運輸行業(yè)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為ISO 26262與AutoSAR（即汽車開放系統(tǒng)架構(gòu)），“它們被應(yīng)用到眾多安全相關(guān)系統(tǒng)當(dāng)中，這些系統(tǒng)內(nèi)包含一個或多個電氣和/或電子系統(tǒng)（簡稱E/E）并已經(jīng)被安裝在交付生產(chǎn)的多種系列載客車輛當(dāng)中。”

根據(jù)Burkard的說法，這帶來的結(jié)果是福特需要提前數(shù)年與制造商及OEM廠商攜手創(chuàng)建一套集成化平臺。這通常代表著平臺的建立甚至要比具體車型的敲定還提前數(shù)年。（看到這樣的結(jié)論，大家可能覺得自家團隊的生產(chǎn)周期已經(jīng)不算太慢了吧。）

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移動性

令工程師們不得不重新審視處理方式的要素還不僅僅在于基礎(chǔ)硬件。多年來一直負(fù)責(zé)無線網(wǎng)絡(luò)、移動網(wǎng)絡(luò)以及移動相關(guān)問題的Jayanthi Rao就車載連接與無線技術(shù)的作用這一話題展開探討。

當(dāng)下車輛所使用的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)當(dāng)中包含動力總成、底盤以及車門，全部都被整合到一套簡單的廣播網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。汽車系統(tǒng)的主要關(guān)注重點在于高可靠性——因此在99%的小數(shù)點后面再多加幾個9自然是必須的，畢竟沒人希望在駛下調(diào)整公路的時候行李箱被甩出車外，對吧？車輛控制信號則包含著數(shù)百萬條代碼。

除此之外，我們還希望在車中擁有更多連接類型：攝像頭、GPS、藍(lán)牙、Wi-Fi、GSM/LTE以及RFID。其中大部分都能在一定程度上實現(xiàn)外部設(shè)備連接——例如在我們攜帶移動設(shè)備進入車輛之后，儀表板會自動激活免提通話與音樂播放列表整合功能。每一種功能與車輛之間都存在內(nèi)容共享協(xié)議——更多協(xié)議還將陸續(xù)出現(xiàn)。

交通運輸行業(yè)中的開發(fā)工作一旦擁有標(biāo)準(zhǔn)化機制，其它各類創(chuàng)新成果也將應(yīng)運而生，例如車輛與云服務(wù)之間進行對接。如何向車輛電池發(fā)出查詢指令以掌握其當(dāng)前電量？當(dāng)前位置距離商場還有多遠(yuǎn)？V2X標(biāo)準(zhǔn)——沒錯，另一項正在制定當(dāng)中的標(biāo)準(zhǔn)——將解決車輛之間的通信難題，即V2V（車輛到車輛）服務(wù)與V2I（車輛到基礎(chǔ)設(shè)施）服務(wù)。用再簡明的說法來解釋，這意味著車輛將能夠與交通燈之間彼此交互，從而幫助我們的愛車更好地處理盲點警示、駕駛輔助請求、使用電子支付或者提供“周邊地理位置”服務(wù)（例如通知朋友們‘跟著我的車一起來餐廳’）。

這方面面臨的挑戰(zhàn)之一在于車輛以高速行駛時，如何保證與其它系統(tǒng)間連接的可靠性。我們都知道，網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計初衷是應(yīng)用在0英里每小時的環(huán)境下，Rao表示——連10英里每小時都未必能行，更不要說高速公路上的70英里每小時了。“這是一個根本性的問題，我們必須真正從根本上加以理解，”她表示。

哦，當(dāng)然了——黑客活動也是客觀存在的（有好有壞）。隨著汽車領(lǐng)域開發(fā)工作的深入，黑客們也會找到自己新的可乘之機——其中包括允許開發(fā)人員編寫更多軟件從而最終與移動系統(tǒng)相整合的開源API。任何一套以性能表現(xiàn)與可靠性為出發(fā)點設(shè)計出的系統(tǒng)都會把注意力優(yōu)先放在常規(guī)處理方面。在針對車輛（及代碼）性能的開發(fā)工作中，安全舉措（包括框架及指導(dǎo)方針）是為了實現(xiàn)性能目標(biāo)而必須付出的成本。

娛樂性

不過我們大多數(shù)人都沒有想到汽車連接會像如今這樣被用戶所使用。當(dāng)然，作為消費者我們確實喜歡這些新奇的構(gòu)思。“車輛正成為我們所持有過的最智能的消費級設(shè)備，”福特研究及創(chuàng)新中心數(shù)字化技術(shù)持有體驗小組高級方案架構(gòu)師Pramita Mitra指出，他的關(guān)注重點在于車載信息娛樂系統(tǒng)與云連接服務(wù)。Mitra援引GFK研究報告中的表述，稱目前有五成左右的購買決策主要考慮車載信息娛樂（簡稱IVI）系統(tǒng)的效果，概括起來就是“讓駕駛過程充滿樂趣”。

這里說的可不是我年輕時流行的車載收音機（即使我對那個年代的老歌仍然很有感情）。IVI是一整套被整合到車輛當(dāng)中的硬件設(shè)備集合，其中包括音響、導(dǎo)航、通訊以及車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)。我們可以通過儀表板上的顯示內(nèi)容、多功能方向盤上的按鍵以及語音命令對其進行操作。想在車子的顯示屏上查看最新影訊？體育賽事結(jié)果？想利用云服務(wù)遠(yuǎn)程控制我們的車載信息娛樂設(shè)定？這一切在如今的IVI系統(tǒng)硬件之上都已經(jīng)可以實現(xiàn)。（這對于每一位技術(shù)人員都是個絕佳的發(fā)展機遇，我們需要考慮供應(yīng)商與制造商如何為開發(fā)人員提供施展平臺、又會拿出怎樣的政策來吸引大家的加入。）

另外，我們還需要深入討論用戶界面的設(shè)計以及操作安全保障。（在時速70英里的情況下，大家還能安心完成多少操作？）

作為福特公司人機界面（簡稱HMI）事務(wù)的專家，Reates Curry與大部分同行人士一樣正在借助虛擬測試系統(tǒng)（其中包括對司機可識別色域進行測試）了解用戶與技術(shù)方案間的互動效果。值得一提的是，福特?fù)碛幸惶酌麨閂IRTTEX的大型駕駛模擬裝置，其搭載360度全視野屏幕、轉(zhuǎn)向反饋以及逼真的聲音提示系統(tǒng)。這些將幫助用戶體驗專家了解那些聽起來很酷的設(shè)計理念會給司機帶來怎樣的實際感受——不少點子雖然聽起來很好，但在兩年后就會由于用戶的抱怨而被丟進垃圾桶。

大多數(shù)汽車廠商都是開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟的成員，會參與到汽車級功能相關(guān)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)的制定當(dāng)中。“我們必須在實際生產(chǎn)之前通過標(biāo)準(zhǔn)檢驗，”Curry的態(tài)度還算積極。

職業(yè)生涯中的轉(zhuǎn)折點

如果嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)、人機交互以及軟件標(biāo)準(zhǔn)等領(lǐng)域帶來的技術(shù)難題最終能以很酷的方式得到解決，那么必然要歸功于出色的設(shè)計。

“我們技術(shù)小組的目標(biāo)在于同與會者分享計算機科學(xué)家與IT專家在汽車行業(yè)中的成長經(jīng)歷，這種看似非傳統(tǒng)的職業(yè)生涯規(guī)劃往往會給很多具備相關(guān)知識背景的從業(yè)者帶來巨大的發(fā)展機遇，”Mitra表示。

也許這將喜歡大家在“常規(guī)”軟件世界之外，重新思索軟件開發(fā)更為廣泛的施展舞臺。

原文鏈接：http://www.itworld.com/consumerization-it/378832/developers-guide-future-car-technology?source=fkcarouselfutureca