車載信息娛樂系統優化探究

張洪超

摘要：伴隨著汽車工業的蓬勃發展，智能化越來越成為當前汽車行業發展的重要趨勢，而車載信息娛樂系統也正成為汽車智能化的一個重要環節。隨著現代科技的不斷發展，在汽車車載信息娛樂系統當中，現代科技成果的應用極大的豐富了車載信息娛樂系統的功能，滿足了人們對汽車娛樂及信息溝通等多方面需求，文章分析了如何進一步優化車載信息娛樂系統。

關鍵詞：車載信息娛樂系統;優化措施

1 汽車車載信息娛樂系統概述

汽車車載信息娛樂系統（In-VehicleInfotainment），簡稱IVI，他是基于車身總系統和互聯網服務而形成的車載綜合信息處理系統，通過專門的車載處理器和操作系統來對整個車載電控信息娛樂設備進行協調和控制的一套系統，整個系統對提高汽車的舒適性，安全性，增強汽車的智能化和功能化具有極其重要的作用，對整個汽車行業發展的未來占有十分重要的地位。汽車車載信息娛樂系統是采用車載專用中央處理器，基于車身總線系統和互聯網服務，形成的車載綜合信息處理系統。IVI能夠實現包括三維導航、實時路況、IPTV、輔助駕駛、故障檢測、車輛信息、車身控制、移動辦公、無線通訊、基于在線的娛樂功能及TSP服務等一系列應用，極大的提升了車輛電子化、網絡化和智能化水平。

2 車載信息娛樂系統發展歷程

2.1 功能進化

早期的車輛只具備基本的駕駛功能，沒有娛樂功能，隨著用戶需求的提高，車內信息娛樂功能不斷升級，從FM/AM收音機到CD機，再到大屏多媒體終端。近年來進一步新增出在線音樂、網絡電臺、聽書、天氣、新聞等服務。

2.2 技術發展

從未止步的功能進化需要通過技術發展來實現，車載信息娛樂系統終端硬件上從單片機應用發展到單核、雙核、四核的SOC應用，軟件上從基本的單片機嵌入式系統應用發展到WinCE、QNX、Linux、Android等高級操作系統應用，軟件代碼量指數級增長，開發難度也顯著提升。

3 系統架構組成

參考某OEM的一款中控車機硬件架構構成。中控影音娛樂系統的架構主要包含主CPU、觸摸屏、MCU、DSP、功放、WIFI模塊、BT藍牙模塊、GPS天線模塊、收音機AM/FM模塊、CAN收發器、USB接口等，各獨立功能芯片主要參與信號收發、解析及優化，對系統的流暢性影響較小，主要由核心處理器對用戶及外界輸入信號進行綜合處理，主處理器的性能對系統運行速率影響較大。通過測試主處理器的負載及各應用的內存占用狀態選取合適的元器件，減少設計漏洞，同時避免資源浪費，有效控制成本。

4? CPU運行負荷

4.1? CPU的負荷分布

同一個應用在不同的場景，CPU的負載也不一致，全功能樣機上輸入指令：adbshelltop-m10-scpu，測得每個應用最大CPU負載的數據及對應場景如圖1所示。根據相關數據統計，綜合用戶使用習慣，以下兩種常見使用場景中，會出現CPU負載過高現象。1）收音機+導航+語音助理+雙屏互動，負載79%。2）導航+日歷+語音助理+雙屏互動，負載86%。通常系統底層軟件運行監控也會占用少量資源（<2%），在負載過高時，調用其他應用，例如點擊多媒體按鍵板、高清媒體源播放、藍牙來電等，都會造成CPU資源不足，系統不流暢。

4.2? CPU優化

CPU優化通常從以下兩點進行考慮。1）當CPU處于一個較高的負載工況時（CPU占用90%），若一個20%CPU占用的應用被激活，正常情況下，該應用從喚醒到啟動需1s，則會因為CPU資源不足，導致應用程序調用時間增倍為2s，實際體驗就能感受到延遲，后繼雖然可通過代碼架構適當優化，但不能從根本上解決系統不流暢的問題。因此，在進行硬件選型時，需估算CPU的最大負載，選擇處理器。2）目前業內普遍CPU的負載設計不超過70%，在確定CPU型號后，需保證CPU平穩工作。生產工藝、硬件電路、結構散熱等都會對CPU工作造成影響，長時間工作會使主機內部局部溫度偏高，造成CPU降頻，運算能力下降，可通過合理的機械結構及硬件電路布局優化CPU散熱，保證CPU良好運行。

5 系統運行內存

5.1 運行內存負載分布

同CPU負載類似，在全功能樣機上調用adb指令直接看每個模塊的內存占用，輸入指令：adbshelldumpsysmeminfo，模擬測得每個應用的內存占用如圖2所示。某系統設計運行內存為2G（2048M），用adb指令運行模擬應用啟動時占用的實際內存為931M，選用1G（1024M）內存即可滿足系統需求，但內存預留不足，后繼程序升級時容易出現內存容量不夠，系統運行卡頓的情況，因此需綜合成本及當前內存占用狀態來選取合適的內存大小。

5.2 運行內存優化

當前市面上車載DDR3內存大小與價格參考如下：1G內存96元，2G內存130元。綜上所述，考慮到后期OTA升級，應用更新優化，結合當前內存的市場報價，選取2G運行內存既滿足當前設計方案，又可支持后期迭代升級，為最優性價比方案。

6 系統存儲內存

6.1 存儲內存負載分布

應用數據通常保存在eMMC（EmbeddedMultiMediaCard）存儲器中，在車機系統中通常保存系統應用數據、高德離線地圖數據、科大訊飛/百度語音包數據、常規系統應用數據及測試LOG文件等，某車載主機存儲內存參考見圖3。在硬件架構設計時，一般會將存儲器劃分為系統區及用戶區，系統區一般預留部分空間用于系統更新優化及系統數據臨時緩存，某項目系統應用實際數據大小為3.18G，預留4G;用戶區高德離線地圖占用7.19G，科大訊飛離線語音包占用0.48G，系統常規應用一般占用較小，主要由酷我音樂等第三方APP及調試LOG數據占用

6.2 存儲內存優化

對于功能模塊LOG接口數據，可從軟件架構上對打印權限進行限制，當某個功能模塊需要開發調試時，需申請權限，同時主程序對內存狀態進行監控，通過浮動窗口實時顯示內存狀態，在內存使用超出閾值時通過彈窗進行報警。第三方應用目前在車載多媒體中應用越來越多，大部分都沒有對用戶下載進行限制，采取的優化方式有兩種：①參照手機，當下載數據超過內存閾值時，系統彈窗提醒清理內存，并顯示每個應用下載占用狀態;②第三方軟件自優化，以酷我APP為例，當用戶下載的曲目數量達到設定量（100首）或內存使用超過閾值時，再次下載時默認滾動覆蓋最早下載的曲目。

7結語

隨著智能車載信息系統技術的成熟以及用戶市場意識的覺醒，集成化、智能化、舒適化的車載信息娛樂將成為未來移動車載電子重要的發展方向。展望未來，車載信息娛樂系統的發展，將會作為汽車技術發展的一個新起點，將會成為21世紀汽車發展中不可阻擋的潮流和趨勢，為開啟汽車移動信息化時代展開新的一頁。

參考文獻：

[1]哈曼正式向長城汽車交付全新車載信息娛樂系統[J].汽車與配件，2019（15）.

（作者單位：長城汽車股份有限公司-產品數字化中心-智能座艙系統部）