يتيح نظام المركبات المعرَّفة بالبرامج (SDV) في نظام التشغيل Android Automotive (AAOS) مجموعة واسعة من نطاقات الحوسبة في السيارات بخلاف نظام المعلومات والترفيه، مثل لوحات القيادة وعناصر التحكّم في هيكل السيارة وأنظمة مساعدة السائق.
|
المعلومات والترفيه داخل المركبة (IVI) يوفّر نظام المعلومات والترفيه داخل المركبة (IVI) في نظام التشغيل Android Automotive تجارب ترفيه وتنقل جذابة ومفيدة داخل السيارة. |
Unified Cockpit (IVI / SDV) يوفّر نظام التشغيل AAOS حلّاً موحّدًا لقمرة القيادة يتضمّن بيانات المجموعة لإنشاء حلّ كامل للمقصورة مخصّص لنظام الترفيه والمعلومات وقمرة القيادة. |
ما وراء قمرة القيادة (المعلومات والترفيه داخل المركبة (IVI) / المركبة المحدّدة بالبرامج (SDV)) يتحكّم نظام التشغيل AAOS في نطاقات متعددة في السيارة، مثل الهيكل الخارجي والداخلي، بالإضافة إلى دمج أنظمة مساعدة السائق المتقدّمة (ADAS) (إدارة الجودة) لإنشاء تجارب مخصّصة. |
الشكل 1: المجالات الرئيسية للمركبات المستندة إلى البرامج
تعالج منصة SDV التحديات الأساسية التي تواجه تطوير المركبات الحديثة. ويوفّر أساسًا برمجيًا مدمجًا وعالي الأداء وقابلاً للتوسّع استنادًا إلى حزمة Android مدمجة بلا واجهة مستخدم رسومية. يمتد هذا المكدس إلى عمق بنية السيارة لتشغيل المكونات في جميع أنحاء السيارة، بما في ذلك مشغلات المقاعد ومجموعات العدادات والتحكم في المناخ والإضاءة والكاميرات والمرايا والقياس عن بعد.
AAOS SDV core هو نظام تشغيل خفيف مستند إلى Android يتضمّن أُطر عمل منخفضة المستوى خاصة بالمركبات، وذلك لأغراض الاتصالات والتشخيص وتحديثات البرامج. تتيح أُطر العمل هذه لمركبات SDV التي تعمل بنظام التشغيل AAOS تشغيل وحدات تحكّم مختلفة في المركبة، مثل وحدات الحوسبة الأساسية وعناصر التحكّم في الهيكل ونطاقات لوحة القيادة.
تتضمّن منصة SDV في نظام التشغيل Android Automotive أيضًا إطار عمل "أمان العرض" لتنفيذ تطبيقات لوحة القيادة، مثل الرنين المسموع والكاميرات التنظيمية والرسومات المتطوّرة التي تمتزج بسلاسة مع محتوى المعلومات والترفيه داخل المركبة (IVI) في نظام التشغيل Android Automotive. تتضمّن ميزة "أمان العرض" سلسلة أدوات لتصميم الأمان وشاشة مرجعية للأمان، ما يتيح للمصنّعين الأصليين للأجهزة تلبية متطلبات الأمان الوظيفي باستخدام آليات الأمان المتنوعة في المنصة لأنظمة SoC في السيارات.
مقدمة حول SDV في AAOS
تعمل مركبات SDV التي تستخدم نظام التشغيل Android Automotive في بيئة متعددة الأجهزة الافتراضية على منظومة على رقاقة (SoC) للسيارات، وعادةً ما تكون إلى جانب نظام المعلومات والترفيه داخل المركبة (IVI). AAOS SDV هو نسخة Android بدون واجهة مستخدم تستفيد من المحاكاة الافتراضية مع برامج تشغيل VirtIO. تتيح هذه البنية تشغيل نسخة النظام نفسها في بيئات افتراضية مستندة إلى السحابة الإلكترونية، مثل Cuttlefish، أو على أي برنامج مراقبة أجهزة افتراضية متوافق مع VirtIO على الأجهزة المستهدَفة. يوفّر AAOS SDV منصة موحّدة وقابلة للتحديث وآمنة لوظائف المركبات.
الشكل 2: بيئة نظام التشغيل Android Automotive
الإمكانات الأساسية
يصف هذا القسم الإمكانات الرئيسية لمركبات SDV التي تعمل بنظام التشغيل AAOS.
التطوير المستنِد إلى السحابة الإلكترونية (التوأم الرقمي)
تم تصميم AAOS SDV ليعمل على جهاز Cuttlefish الافتراضي، ما يتيح لك إنشاء توأم رقمي لبيئات الحوسبة في المركبات في السحابة الإلكترونية أو على الأجهزة المحلية. يتيح لك هذا التوأم الرقمي تطوير برامج المركبات واختبارها (بدءًا من الخدمات الفردية وحتى التفاعلات بين الأجهزة الافتراضية المتعددة) قبل توفّر الأجهزة المادية، ما يسرّع فترة دخول السوق.
المكوّنات الرئيسية:
- Cuttlefish: يحاكي بيئة SDV المتعدّدة الأجهزة الافتراضية.
- بيئة التطوير المتكاملة (IDE) في "استوديو Android للمنصة" (ASfP): توفّر أدوات لتطوير حِزم خدمات Rust وتعديل VSIDL ونشر APEX في Cuttlefish. لمزيد من المعلومات، يُرجى الاطّلاع على مقالة إعداد بيئة تطوير متكاملة (IDE) لتطوير المركبات المعرَّفة بالبرامج ومستندات "استوديو Android" للنظام الأساسي.
مجموعة العدادات والعرض المختلط للأهمية
يتيح نظام AAOS SDV حالات الاستخدام، مثل لوحات العدادات الرقمية، التي تتطلّب عرضًا مختلطًا للمعلومات المهمة، حيث يتم عرض معلومات مهمة للسلامة، مثل أضواء التحذير (المؤشرات)، إلى جانب محتوى رسومي غني. يجب أن يكون هذا العرض متاحًا في وقت مبكر من تسلسل تشغيل السيارة.
المكوّنات الرئيسية:
- SDV Media: تتيح إمكانات الرسومات والوسائط في جهاز افتراضي غير مخصّص للمعلومات والترفيه داخل المركبة (IVI).
- أمان العرض: يوفّر مسارات عرض آمنة من الناحية الوظيفية في مرحلة مبكرة من التشغيل لمعلومات لوحة القيادة المهمة ومؤشرات التحذير.
دمج خدمات السيارات والتواصل
تسهّل المنصة عملية التكامل مع البُنى الأساسية الحالية لشبكات المركبات باستخدام بنية موجّهة نحو الخدمات (SOA). ويشمل ذلك الاتصال بين الأجهزة الافتراضية وإدارة مراحل نشاط الخدمة والاتصال بالخدمات على وحدات التحكّم الإلكترونية الأخرى.
المكوّنات الرئيسية:
- نظام التشغيل الأساسي للمركبات المعرَّفة بالبرامج (SDV): يوفّر نسخة Android بدون واجهة مستخدم للخدمات الأساسية:
- الاتصال بين الأجهزة الافتراضية
- اكتشاف الخدمات وإدارتها
- تحديثات النظام وإدارة الطاقة
- نقاط التكامل لخدمات التشخيص والإعداد والمعايرة
- وسيط SOME/IP: يتيح الاتصال بين خدمات SDV وخدمات وحدة التحكّم الإلكترونية (ECU) الخارجية باستخدام البرمجيات الوسيطة القابلة للتوسّع والموجَّهة نحو الخدمات عبر بروتوكول الإنترنت (SOME/IP).
معالجة البيانات على الجهاز فقط
يتضمّن نظام التشغيل Android Automotive (AAOS) SDV أُطر عمل لجمع البيانات على الجهاز فقط ومعالجتها على الحافة.
المكوّنات الرئيسية:
- قياس SDV عن بُعد: يسهّل جمع البيانات على الجهاز فقط ومعالجتها على الحافة لخدمات الاتصال بين المركبة والسحابة الإلكترونية، مع إتاحة الضبط الديناميكي.
مصفوفة الإصدار الأساسي والمنصة
يلخّص الجدول التالي الإصدار الأساسي العلني من "مشروع Android المفتوح المصدر" (AOSP)
وملفات تعريف التنفيذ والحزمة الفنية لـ SDV في نظام التشغيل Android Automotive (AAOS) في
الإصدار 17 من Android (26Q2) وتحديثات النظام الأساسي اللاحقة:
| سمة المنصة | المواصفات الأساسية العامة لنظام التشغيل Android مفتوح المصدر (AOSP) | نقطة الدخول الأساسية |
|---|---|---|
| الإصدار الأساسي | Android 17 (الإصدار الأساسي من ”مشروع Android المفتوح المصدر“ (AOSP) لعام 26Q2،
وهو متوافق مع الإصدارات المستقبلية من تحديثات النظام الأساسي الربع سنوية والسنوية
اللاحقة). |
بدء استخدام المركبات المحدّدة بالبرامج |
| ملفات التنفيذ الشخصية (الأجهزة الافتراضية للضيوف) | بنية VirtIO متعددة الأجهزة الافتراضية تتألف من SDV Core
(جهاز Android افتراضي بدون واجهة مستخدم وبدون جهاز Java افتراضي)، وSDV Media (رسومات
قمرة القيادة وDisplay Safety يشغّل HAR و
Safety Monitor)، وSDV IVI (جهاز افتراضي لمجموعة DriverUI
ونظام الترفيه والمعلومات في Android Automotive). |
بنية نظام SDV في نظام التشغيل Android Automotive |
| واجهات الخدمة وإنشاء الرموز البرمجية | مخططات تعريفية مستقلة عن النقل ومحددة في VSIDL
(.vsidl) وProtocol Buffers (.proto)، تم تجميعها
بواسطة vsidlc في البرمجيات الوسيطة وروابط مكتبة العميل. |
نظرة عامة على VSIDL والبرمجيات الوسيطة |
| عمليات النقل بين الأجهزة الافتراضية ووحدات التحكّم الإلكترونية | يتم الاتصال الداخلي لـ SDV Comms عبر مقابس VirtIO
(vsock) أو شبكة إيثرنت، ويتم الاتصال الخارجي لوحدة التحكّم الإلكترونية (ECU) عبر
بروتوكولات مثل SOME/IP (باستخدام واجهة AIDL الثابتة SOME/IP broker وISomeIpStack)، ويتم الربط بين المعلومات والترفيه داخل المركبة (IVI) وVHAL
من خلال ISdvGateway. |
نظرة عامة على دمج SOME/IP واستخدام بوابة SDV على نظام المعلومات والترفيه داخل المركبة (IVI) |
| حزمة المحتوى ووكلاء وقت التشغيل | حِزم خدمات .apex قابلة للتحديث بشكل مستقل وتتم إدارتها
لكل جهاز افتراضي من خلال برامج الوكيل Orchestrator وService Discovery
وHealth Monitor وUpdate Manager
وVehicle Mode and Power Management (VPM). |
البنية المنطقية ومصطلحات ومسرد SDV في نظام التشغيل AAOS |
البدء
لمزيد من المعلومات حول إعداد بيئة التطوير وتعليمات الإصدار وإجراءات حِزم الخدمات، يُرجى الاطّلاع على بدء استخدام المركبة المحدّدة بالبرامج.