車載信息娛樂系統軟件優化與改進

朱芙蓉，劉敏，秦文貞

車載信息娛樂系統軟件優化與改進

朱芙蓉1，劉敏1，秦文貞2

（1.江西五十鈴汽車有限公司，江西 南昌 330104；2.南昌航空大學，江西 南昌 330063）

隨著智能網聯汽車的發展和自身品牌發展的需求，智能座艙的科技感和體驗感已成為客戶體驗重點項目。智能多媒體系統是智能座艙交互中重點零部件，與車聯網、智能駕駛、車輛設置等均有復雜、頻繁的功能交互。文章重點討論了智能多媒體系統中針對各類場景的內存資源占比、CPU使用率、網絡及交互等方面所做的深度定制及優化等方面。

軟件策略；運行內存；CPU算力資源

引言

電動化、智能化、網聯化、共享化成為汽車行業未來發展趨勢，已經成為行業共識。這些趨勢將給人的生活與出行帶來極大的變革，也會引起汽車座艙形態、座艙功能、交互方式的變化，因而汽車智能座艙的設計成為未來汽車發展和創新的關鍵因素[1-2]。車載信息娛樂系統作為智能座艙關鍵組成部分，承擔著與用戶的直接交互，深刻影響著用戶的直觀體驗感受[3]。目前智能多媒體系統的操作系統復雜、應用偏多，對軟件系統穩定性、可靠性等要求很高、不允許系統出現卡滯、黑屏、重啟，以及功能異常等問題[4-5]。

本文通過對系統中比較具有代表性的應用場景的工作流程和優化策略進行分析，通過軟件策略的優化和軟件的冗余設計來提升系統的流暢性和穩定性，提升用戶體驗。

1 軟件優化總體設計思路

參考以往設計的一款車載信息娛樂產品的功能架構圖（圖1），各控制器信號流程圖（圖2），系統操作系統為主流Android O，主平臺芯片為IMX6Q，主要包含的功能模塊有車聯網功能、智能語音、在線導航、自動泊車、360全景影像、W-HUD、儀表互動、DVR視頻顯示存儲及回放，以及車身設置（包含空調交互及ADAS設置等）。

圖1 功能構架圖

圖2 CAN通訊流程圖

2 系統優化策略實施方案

2.1 CPU和內存資源優化設計

因Android系統支持多應用運行，通過分析各個復雜場景下的CPU、內存資源的使用情況（見表1），發現多組合場景下系統的CPU、內存資源占比峰值偏高，可達90%，此時當有新功能應用被激活時，系統往往響應遲滯，給用戶帶來系統卡頓的不良體驗。主要有以下應用場景：（1）前臺在線語音+在線導航+后臺高清視頻播放；（2）后臺在線語音+在線導航+前臺用戶手冊快速翻頁，以及開機過程中，應用集中在開機過程中加載啟動而引起的開機時間過長。針對Andr- oid特性本系統深度優化底層操作系統進程調度機制，對CPU資源和內存等硬件資源的調度機制主要通過以下措施實現：資源消耗占比高的應用場景優化；開機策略優化；對異常的規避策略優化；調整memory kill閾值，優化kill策略；優化大應用；優化資源調度分配算法。通過這些優化策略，可以極限地優化提升系統運行流暢度，提升硬件資源利用率。

表1 CPU和內存資源的使用情況

場景模式內存使用量/MB算力消耗K/DMIPS 本地視頻播放1080P1 3414.16 音樂播放1 2754.16 導航1 3534.8 導航時播放FM1 7208.64 導航時播放音樂1 7599.28 導航時撥打藍牙電話1 7798.64 導航+BT+語音+1080P視頻播放+SEEK1 95416.32 FM1 2924.16 音樂播放1 3745.76 視頻播放1 4276.08 導航+視頻播放（單屏顯示多媒體視頻畫面）1 75510.88 語音控制1 9747.08 導航+收音機+語音控制1 90414.08 AR導航+視頻播放+語音控制+藍牙來電2 16519.84 數字液晶儀表7804.16 轉場動畫981.8 雙屏互動501.4 AVM1271.06 DMS755.05 DMS+數字液晶儀表1 2059.21 AVM+DMS+數字液晶儀表1 3886.27 Hypervisor2 0482 娛樂APP聯網1 3686.01 FOTA升級1 8589.77

2.2 異常處理機制優化

以往的設計缺乏檢測和儀表通信的狀態，導致導航投屏出現黑色投屏、提示互聯失敗、概率性不觸發投屏智能導航、投MP5的全屏、藍牙通話投屏時間不正確，概率性語言設置不同步、投屏導航成功卻僅顯示儀表背景、手動操作快速進入退出導航投屏互聯失敗、智能投屏不投屏、投全顯畫面等異常。

本系統針對系統運行中的以上異常導致的穩定性問題也進行了優化，完善異常處理機制，保證功能及性能的穩定，例如增加設計儀表投屏的智能模式、為保證儀表互聯的穩定性強，增加儀表、智能多媒體系統、應用的狀態檢測機制，主要通過以下圖3。對儀表檢查投屏準備狀態也進行了優化，主要采用的策略有：檢測投屏層級；檢測投屏相關類的初始化狀態；檢測LVDS狀態；檢測MCU通信狀態；檢測地圖導航準備狀態；檢測車機儀表投屏應用準備狀態，這種方式在流程上做到對投屏及投屏準備狀態的監測，以便及時對異常進行處理。

圖3 MP5與儀表投屏流程優化

2.3 網聯的穩定性優化設計

車聯網已成為主要功能，但車載終端與平臺連接穩定性、車載終端與車載信息娛樂系統連接穩定性，均在某些情況下存在斷網、掉線的可能，穩定性存在問題，為保證網聯的穩定性，設計了掉網續連優化機制，解決了掉網續聯問題，優化流程策略如圖4所示。

圖4 網絡穩定優化設計流程圖

在某些信號弱的地方，bcall通話的2G信號也存在掉網的問題，本系統完善bcall通話機制，通過改善掉網續連機制，保證bcall通話穩定性，優化流程策略如圖5所示。

3 結論

本文針對解決多媒體系統的操作系統復雜、應用偏多，對軟件系統穩定性、可靠性等要求都很高、不允許系統出現卡死、黑屏、重啟等這些問題，主要分析了以下系統軟件優化策略：

（1）通過對底層軟件系統級的深度定制，在復雜運行場景下大大降低系統死機、卡死、異常的概率；

（2）通過改善掉網續連機制，保證智能多媒體系統和TBOX網絡穩定；

（3）制定互聯異常處理機制且具有穩定的智能投屏模式；

（4）通過改善掉網續連機制，保證bcall通話穩定性。

圖5 bcall通話穩定性優化流程圖

[1] 劉碧波,程長春.車載信息娛樂系統優化探究[J].汽車電器,2019 (12): 41-42.

[2] 李兵,趙磊,林方圓.車載信息娛樂系統軟件開發流程研究與應用[J].汽車實用技術,2019 (20):121-123.

[3] 石攀,董天哥,劉暢.基于用戶體驗的車載信息娛樂系統研究[J].機械工程與自動化,2019(3):224-226.

[4] 徐慧軍.基于i.MX6平臺的車載信息娛樂系統的硬件設計與實現[D].上海:東華大學,2014:17-19.

[5] 李航.基于安卓平臺的車載信息交互與控制系統研究[D].上海:上海交通大學,2013:45-58.

Research on the Optimization and Improvement Vehicle Infotainment System Software

ZHU Furong1, LIU Min1, QIN Wenzhen2

( 1.Jiangxi ISUZU Motors Co., Ltd., Jiangxi Nachang 330104;2.Nanchang Hangkong University, Jiangxi Nachang 330063 )

With the development of intelligent connected vehicles and the needs of its own brand development, the sense of technology and experience of intelligent cockpit has become a key project of customer experience. Intelligent multimedia system has become a key component in intelligent cockpit interaction, which has complex and frequent functional interac- tions with the Internet of vehicles, intelligent driving, vehicle Settings, etc.The paper discusses the deep customization and optimization of memory resource ratio, CPU usage, network and interaction of various scenarios in intelligent multimedia system.

Software strategy; Running memory; CPU computing power resources

U495

A

1671-7988(2021)23-23-03

U495

A

1671-7988(2021)23-23-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.023.007

朱芙蓉（1988.02—），男，學士，中級嵌入式系統設計師，就職于江西五十鈴汽車有限公司，目前主要從事車載智能座艙的研發設計工作。