基于Android平臺(tái)的車載信息娛樂系統(tǒng)架構(gòu)研究
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每個(gè)程序運(yùn)行在自身的進(jìn)程里，但開發(fā)者能夠?qū)懸粋€(gè)服務(wù)運(yùn)行在不同的進(jìn)程中，一些對(duì)象在進(jìn)程間傳遞也是允許的。在Android平臺(tái)上，一個(gè)進(jìn)程通常不能進(jìn)入其他進(jìn)程內(nèi)存。因此，兩個(gè)進(jìn)程間如果相互通信，需要把他們的對(duì)象分解成操作系統(tǒng)可以識(shí)別的基礎(chǔ)類型，并且通過進(jìn)程的邊界來控制對(duì)象。附帶SDK的AIDL工具自動(dòng)生成控制代碼段，AIDL是用來生成在兩個(gè)進(jìn)程之間通信代碼的一種接口描述語言。AIDL IPC機(jī)制就是使用代理類在客戶端和實(shí)現(xiàn)端傳遞參數(shù)。
3 Android應(yīng)用在車載電子的一種架構(gòu)
Android擴(kuò)展了汽車的總體結(jié)構(gòu)，基本架構(gòu)如圖1所示，自定義的Android平臺(tái)應(yīng)用在汽車功能模塊和支持組件的一邊。這種擴(kuò)展的目的是提供一種允許可信任的應(yīng)用程序訪問汽車功能模塊(車輛制動(dòng)、轉(zhuǎn)向或電力傳動(dòng)分配)的安全機(jī)制，而不可信任的程序被隔離并且不可以訪問。應(yīng)用程序之間的這種強(qiáng)制性的安全策略是源于可靠性要求的IVI系統(tǒng)。通過汽車管理類可信任應(yīng)用程序有機(jī)會(huì)訪問一些特性(CAN總線)，但處理不當(dāng)也可能危及車輛安全(例如通過連續(xù)發(fā)送無效的數(shù)據(jù)幀使得CAN總線帶寬飽和)。這種方案的主要特點(diǎn)是使上層邏輯去耦合，那樣就可以方便上層應(yīng)用獲取并處理來自底層數(shù)據(jù)。
3．1 汽車管理模塊
從上圖可知，汽車管理模塊可以看成是負(fù)責(zé)車載應(yīng)用程序與Android底層交互的一個(gè)中間類庫(kù)，只有通過它，車載應(yīng)用程序才可以獲取相應(yīng)底層數(shù)據(jù)。
它有兩個(gè)接口：一個(gè)是對(duì)應(yīng)于應(yīng)用程序而另一個(gè)是對(duì)應(yīng)平臺(tái)的組件，它是在Android SDK上面開發(fā)的并且擁有平臺(tái)認(rèn)證的一款應(yīng)用程序。因?yàn)檫@個(gè)管理類不屬于平臺(tái)本身，所以用戶在沒有專業(yè)人員幫助時(shí)不能自行更新。
3．2 與應(yīng)用程序之間的交互
Android是基于不透明的IPC之間的通信模型。應(yīng)用程序?qū)⑵涔δ芙唤o操作系統(tǒng)，在運(yùn)行時(shí)，其他的應(yīng)用程序可以獲得他們的功能。基本上，平臺(tái)提供了后期管理和維護(hù)代碼的能力，這種模型也可以用于在第三方應(yīng)用程序和汽車管理類之間的交互。
汽車管理類處理汽車功能模塊通過屬性android．permission．car．speed．read和android．permission．car．speed．write。對(duì)于每一個(gè)屬性(例如汽車總線發(fā)送實(shí)時(shí)速度)，Android提供兩種權(quán)限，創(chuàng)建并且指派給管理類。
利用預(yù)先定義的安全級(jí)別，它可以指定不同安全級(jí)別擁有以下的權(quán)限：
①所有的。任何人可以訪問應(yīng)用程序
②通常情況。訪問是有權(quán)限決定的，但是一些應(yīng)用程序的權(quán)限沒有具體指出權(quán)限人；在程序安裝后，權(quán)限會(huì)被手動(dòng)設(shè)置。
③危險(xiǎn)。訪問時(shí)有權(quán)限限制的，用戶在安裝時(shí)必須有詳盡的安全許可。
④簽名。訪問是有權(quán)限限制的，只要應(yīng)用程序獲得平臺(tái)的認(rèn)證，那么權(quán)限就會(huì)自動(dòng)同意。
平臺(tái)認(rèn)證就是車載設(shè)計(jì)商在開發(fā)設(shè)計(jì)過程中使用的簽署平臺(tái)。它也用于簽署汽車管理類。如果一個(gè)第三方申請(qǐng)了此證書，它就具有完整的控制汽車擴(kuò)展(事實(shí)上汽車管理類只是一個(gè)簽署應(yīng)用平臺(tái)證書的應(yīng)用程序)。通過以下屬性定義的汽車功能，能夠通過高級(jí)別的AIDL接口去訪問：
這種讀／寫的方式允許通過輸入／輸出來訪問屬性的值。通過增加或者刪除監(jiān)聽器的方法來允許注冊(cè)或者取消相關(guān)的回調(diào)函數(shù)，該通知的屬性值是可以改變的。汽車管理類繼承了此接口。個(gè)人的電話是要被Android權(quán)限相關(guān)的屬性核實(shí)的，如果來電者是被允許執(zhí)行的，那么汽車管理類進(jìn)程會(huì)自動(dòng)處理，否則就會(huì)拋出一個(gè)異常。
在開發(fā)應(yīng)用時(shí)，開發(fā)者需要知道其屬性名稱以及數(shù)據(jù)的類型才能夠開發(fā)第三方應(yīng)用程序。而且所有的交互發(fā)生在先前的AIDL接口。這就意味著，多虧Android系統(tǒng)的架構(gòu)，開發(fā)者并不需要了解整個(gè)SDK而是只要知道AIDL文件定義的電話屬性和AIDL文件描述的回調(diào)函數(shù)。而且，如果不同的IVI來自不同的生產(chǎn)商，但有著相同的屬性功能，那么第三方應(yīng)用程序使用這樣的屬性能夠無縫隙地運(yùn)行在IVI上。
為了證實(shí)以上架構(gòu)的實(shí)用性，開發(fā)了一塊實(shí)現(xiàn)完整功能的工作模塊，由自定義的Android發(fā)布版的概念驗(yàn)證組成。該模塊已經(jīng)通過Andr-oid模擬器的測(cè)試，基于ARM處理器，自定制模式的典型功能和IVI上面的用戶界面，并在有英特爾Atom處理器的上網(wǎng)本上運(yùn)行。
結(jié)語
本文概述了車載電子系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，并介紹了Google Android系統(tǒng)背景知識(shí)；設(shè)計(jì)了一個(gè)基于Android架構(gòu)的車載電子可擴(kuò)展平臺(tái)，以適應(yīng)個(gè)性化汽車發(fā)展的需要。下一步的工作是引導(dǎo)該系統(tǒng)運(yùn)行在自定義硬件上，并獲取實(shí)時(shí)的汽車數(shù)據(jù)。
評(píng)論