車載信息娛樂系統(tǒng)軟件優(yōu)化與改進(jìn)

朱芙蓉，劉敏，秦文貞

車載信息娛樂系統(tǒng)軟件優(yōu)化與改進(jìn)

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(xué)，江西 南昌 330063）

隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展和自身品牌發(fā)展的需求，智能座艙的科技感和體驗(yàn)感已成為客戶體驗(yàn)重點(diǎn)項(xiàng)目。智能多媒體系統(tǒng)是智能座艙交互中重點(diǎn)零部件，與車聯(lián)網(wǎng)、智能駕駛、車輛設(shè)置等均有復(fù)雜、頻繁的功能交互。文章重點(diǎn)討論了智能多媒體系統(tǒng)中針對各類場景的內(nèi)存資源占比、CPU使用率、網(wǎng)絡(luò)及交互等方面所做的深度定制及優(yōu)化等方面。

軟件策略；運(yùn)行內(nèi)存；CPU算力資源

引言

電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化成為汽車行業(yè)未來發(fā)展趨勢，已經(jīng)成為行業(yè)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(tài)、座艙功能、交互方式的變化，因而汽車智能座艙的設(shè)計(jì)成為未來汽車發(fā)展和創(chuàng)新的關(guān)鍵因素[1-2]。車載信息娛樂系統(tǒng)作為智能座艙關(guān)鍵組成部分，承擔(dān)著與用戶的直接交互，深刻影響著用戶的直觀體驗(yàn)感受[3]。目前智能多媒體系統(tǒng)的操作系統(tǒng)復(fù)雜、應(yīng)用偏多，對軟件系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性等要求很高、不允許系統(tǒng)出現(xiàn)卡滯、黑屏、重啟，以及功能異常等問題[4-5]。

本文通過對系統(tǒng)中比較具有代表性的應(yīng)用場景的工作流程和優(yōu)化策略進(jìn)行分析，通過軟件策略的優(yōu)化和軟件的冗余設(shè)計(jì)來提升系統(tǒng)的流暢性和穩(wěn)定性，提升用戶體驗(yàn)。

1 軟件優(yōu)化總體設(shè)計(jì)思路

參考以往設(shè)計(jì)的一款車載信息娛樂產(chǎn)品的功能架構(gòu)圖（圖1），各控制器信號流程圖（圖2），系統(tǒng)操作系統(tǒng)為主流Android O，主平臺芯片為IMX6Q，主要包含的功能模塊有車聯(lián)網(wǎng)功能、智能語音、在線導(dǎo)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(shè)置（包含空調(diào)交互及ADAS設(shè)置等）。

圖1 功能構(gòu)架圖

圖2 CAN通訊流程圖

2 系統(tǒng)優(yōu)化策略實(shí)施方案

2.1 CPU和內(nèi)存資源優(yōu)化設(shè)計(jì)

因Android系統(tǒng)支持多應(yīng)用運(yùn)行，通過分析各個復(fù)雜場景下的CPU、內(nèi)存資源的使用情況（見表1），發(fā)現(xiàn)多組合場景下系統(tǒng)的CPU、內(nèi)存資源占比峰值偏高，可達(dá)90%，此時(shí)當(dāng)有新功能應(yīng)用被激活時(shí)，系統(tǒng)往往響應(yīng)遲滯，給用戶帶來系統(tǒng)卡頓的不良體驗(yàn)。主要有以下應(yīng)用場景：（1）前臺在線語音+在線導(dǎo)航+后臺高清視頻播放；（2）后臺在線語音+在線導(dǎo)航+前臺用戶手冊快速翻頁，以及開機(jī)過程中，應(yīng)用集中在開機(jī)過程中加載啟動而引起的開機(jī)時(shí)間過長。針對Andr- oid特性本系統(tǒng)深度優(yōu)化底層操作系統(tǒng)進(jìn)程調(diào)度機(jī)制，對CPU資源和內(nèi)存等硬件資源的調(diào)度機(jī)制主要通過以下措施實(shí)現(xiàn)：資源消耗占比高的應(yīng)用場景優(yōu)化；開機(jī)策略優(yōu)化；對異常的規(guī)避策略優(yōu)化；調(diào)整memory kill閾值，優(yōu)化kill策略；優(yōu)化大應(yīng)用；優(yōu)化資源調(diào)度分配算法。通過這些優(yōu)化策略，可以極限地優(yōu)化提升系統(tǒng)運(yùn)行流暢度，提升硬件資源利用率。

表1 CPU和內(nèi)存資源的使用情況

場景模式內(nèi)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(dǎo)航1 3534.8 導(dǎo)航時(shí)播放FM1 7208.64 導(dǎo)航時(shí)播放音樂1 7599.28 導(dǎo)航時(shí)撥打藍(lán)牙電話1 7798.64 導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)航+收音機(jī)+語音控制1 90414.08 AR導(dǎo)航+視頻播放+語音控制+藍(lán)牙來電2 16519.84 數(shù)字液晶儀表7804.16 轉(zhuǎn)場動畫981.8 雙屏互動501.4 AVM1271.06 DMS755.05 DMS+數(shù)字液晶儀表1 2059.21 AVM+DMS+數(shù)字液晶儀表1 3886.27 Hypervisor2 0482 娛樂APP聯(lián)網(wǎng)1 3686.01 FOTA升級1 8589.77

2.2 異常處理機(jī)制優(yōu)化

以往的設(shè)計(jì)缺乏檢測和儀表通信的狀態(tài)，導(dǎo)致導(dǎo)航投屏出現(xiàn)黑色投屏、提示互聯(lián)失敗、概率性不觸發(fā)投屏智能導(dǎo)航、投MP5的全屏、藍(lán)牙通話投屏?xí)r間不正確，概率性語言設(shè)置不同步、投屏導(dǎo)航成功卻僅顯示儀表背景、手動操作快速進(jìn)入退出導(dǎo)航投屏互聯(lián)失敗、智能投屏不投屏、投全顯畫面等異常。

本系統(tǒng)針對系統(tǒng)運(yùn)行中的以上異常導(dǎo)致的穩(wěn)定性問題也進(jìn)行了優(yōu)化，完善異常處理機(jī)制，保證功能及性能的穩(wěn)定，例如增加設(shè)計(jì)儀表投屏的智能模式、為保證儀表互聯(lián)的穩(wěn)定性強(qiáng)，增加儀表、智能多媒體系統(tǒng)、應(yīng)用的狀態(tài)檢測機(jī)制，主要通過以下圖3。對儀表檢查投屏準(zhǔn)備狀態(tài)也進(jìn)行了優(yōu)化，主要采用的策略有：檢測投屏層級；檢測投屏相關(guān)類的初始化狀態(tài)；檢測LVDS狀態(tài)；檢測MCU通信狀態(tài)；檢測地圖導(dǎo)航準(zhǔn)備狀態(tài)；檢測車機(jī)儀表投屏應(yīng)用準(zhǔn)備狀態(tài)，這種方式在流程上做到對投屏及投屏準(zhǔn)備狀態(tài)的監(jiān)測，以便及時(shí)對異常進(jìn)行處理。

圖3 MP5與儀表投屏流程優(yōu)化

2.3 網(wǎng)聯(lián)的穩(wěn)定性優(yōu)化設(shè)計(jì)

車聯(lián)網(wǎng)已成為主要功能，但車載終端與平臺連接穩(wěn)定性、車載終端與車載信息娛樂系統(tǒng)連接穩(wěn)定性，均在某些情況下存在斷網(wǎng)、掉線的可能，穩(wěn)定性存在問題，為保證網(wǎng)聯(lián)的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)了掉網(wǎng)續(xù)連優(yōu)化機(jī)制，解決了掉網(wǎng)續(xù)聯(lián)問題，優(yōu)化流程策略如圖4所示。

圖4 網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定優(yōu)化設(shè)計(jì)流程圖

在某些信號弱的地方，bcall通話的2G信號也存在掉網(wǎng)的問題，本系統(tǒng)完善bcall通話機(jī)制，通過改善掉網(wǎng)續(xù)連機(jī)制，保證bcall通話穩(wěn)定性，優(yōu)化流程策略如圖5所示。

3 結(jié)論

本文針對解決多媒體系統(tǒng)的操作系統(tǒng)復(fù)雜、應(yīng)用偏多，對軟件系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性等要求都很高、不允許系統(tǒng)出現(xiàn)卡死、黑屏、重啟等這些問題，主要分析了以下系統(tǒng)軟件優(yōu)化策略：

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

（2）通過改善掉網(wǎng)續(xù)連機(jī)制，保證智能多媒體系統(tǒng)和TBOX網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定；

（3）制定互聯(lián)異常處理機(jī)制且具有穩(wěn)定的智能投屏模式；

（4）通過改善掉網(wǎng)續(xù)連機(jī)制，保證bcall通話穩(wěn)定性。

圖5 bcall通話穩(wěn)定性優(yōu)化流程圖

[1] 劉碧波,程長春.車載信息娛樂系統(tǒng)優(yōu)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(tǒng)軟件開發(fā)流程研究與應(yīng)用[J].汽車實(shí)用技術(shù),2019 (20):121-123.

[3] 石攀,董天哥,劉暢.基于用戶體驗(yàn)的車載信息娛樂系統(tǒng)研究[J].機(jī)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(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].上海:東華大學(xué),2014:17-19.

[5] 李航.基于安卓平臺的車載信息交互與控制系統(tǒng)研究[D].上海:上海交通大學(xué),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(xué)士，中級嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(fā)設(shè)計(jì)工作。