熊想涛，汤小生，李云鹏，孙 玉

（吉利汽车研究院，浙江 宁波 315336）

1 车载仪表发展现状

汽车仪表显示了汽车运行的参数信息，是驾驶员通过视觉了解汽车工作状态的必备部件，通常仪表包含了车速里程表、转速表、机油压力表、水温表、燃油表、充电表等，是汽车驾驶的重要人机交互界面。

作为汽车配件中非常关键的一部分，汽车仪表也随着汽车行业的高速发展而不断技术革新，从早期的机械时代到当前的数字仪表阶段，不管是从形态还是功能，都发生了巨大的变化。在数字仪表阶段，用屏幕显示取代了指针、数字等现有仪表盘上最具代表性的部分，其优点是可以由用户自己定义仪表系统，以满足不同的要求，功能更加强大、灵活，更容易同网络、外设及其他应用相连接。

2 手机汽车互联的现状

智能手机的发展越来越快，逐步成为个人信息化的枢纽，对汽车信息化和智能化也产生了越来越大的作用。其中手机汽车互联是指手机通过USB、蓝牙或WiFi与车载系统建立连接，将手机端APP软件操作界面传输到车载屏幕上，在车载屏幕上形成简单、明了的菜单界面，并通过车载上的物理按键或语音命令就可以进行相应的菜单操作，包括接听/拨打电话、听手机音乐、用手机导航等。

目前主流的手机互联有苹果CarPlay（图1）、安卓Android Auto、亿连、Mirrorlink等。

2.1 苹果CarPlay

CarPlay是美国苹果公司发布的车载系统，它将用户的iOS设备、iOS使用体验与仪表盘系统无缝结合。

图1 Carplay界面

CarPlay在国内的应用遇到了比较大的困难，主要体现在如下方面。

1）CarPlay严苛的认证系统。支持CarPlay的车机都需要经过苹果官方的认证才可以在市场上进行销售。认证是对整个车机的各个方面（软件、硬件、声音品质等）进行测试，只有达到苹果的标准才能够通过认证，这个过程漫长复杂，有时候甚至超过2年。

2）CarPlay认证的费用极高。每次认证的相关费用都由车机厂承担。通常一个机型能拿到认证，会花费数十万美元。这还不包括车机厂自身的费用支出。

3）CarPlay的软件应用生态不足。CarPlay需要软件APP做额外的开发才能使用，并且AppStore也对这些功能做了严格的审核，绝大部分应用难以通过AppStore的审核上线，车主的个性化需求几乎无法满足。安装了CarPlay的车机，其使用频率、活跃度很低。

2.2 安卓Android Auto

Android Auto（图2）取代汽车制造商之原生车载系统来执行Android应用与服务并访问与存取Android手机内容。Android Auto需要依赖谷歌底层的服务。由于Android系统碎片化比较严重，国内的手机大多数都对谷歌底层服务进行修改和删减，这导致在国内应用率较低。

图2 Android Auto界面

2.3 亿连

亿连是国内一家创业公司提供的手机汽车互联产品（图3），同时实现了对苹果手机和安卓手机的投射支持。在用户体验上，亿连做到了即插即用，并支持WiFi连接。亿连APP集成了车主常用的导航、音乐等应用，并且对第三方应用采取开放的态度。第三方应用可以通过亿连投屏到车机屏幕上使用。

图3 亿连手机汽车互联

2.4 MirrorLink

MirrorLink是由一些国际性知名手机厂商和汽车制造商联合发起建立的一种“车联网”标准，旨在规范智能手机和车载系统的有效连接，并形成良好的用户体验。MirrorLink 标准结合了多种现有技术来满足各种可能的车内使用情境，通过VNC进行手机画面投射和控制，通过UPnP进行设备的配对。

3 互联仪表的技术架构

数字仪表通过液晶屏幕来呈现车辆的运行状态，液晶屏幕的显示内容和呈现方式灵活多样，这是传统机械仪表无法实现的。随着技术的发展，液晶仪表的成本也将会下降到与机械仪表相当的地步，目前国内数字仪表正在由高中端车型向中低端车型普及。

数字仪表发展到当前阶段，其呈现的不仅仅只是车辆信息，更多的开始呈现多媒体信息，比如导航、音乐、收音机等信息。为了解决导航、音乐等多媒体信息的内容更新以及更多地满足车主个性化需求的问题，互联仪表应运而生。

互联仪表通过手机互联的方式，获取手机的地图、音乐、多媒体信息，以及一些个性化的应用信息，并在液晶仪表上对用户呈现。这种数字仪表很好地解决了仪表稳定性和功能多样性之间矛盾，具有强大的生命力，市场前景非常广阔。

通常互联仪表体系架构如图4所示。

图4 互联仪表体系架构

1）系统由两个核心组成，分别负责仪表的显示和多媒体的处理。

仪表对实时性、可靠性的要求比较高，因此仪表核心不能做太复杂的运算。多数仪表都是非常简单的体系结构，运行的操作系统一般都是RTOS，甚至不需要操作系统。这样做的好处是：仪表核心运行的任务非常简单、高效、可靠。

仪表核心处理器有很多种，有通用处理器，也有专用处理器，还有FPGA实现的GPU来担任仪表核心处理器。可以说，这部分处理器只要能高效可靠完成显示任务即可，对处理器的处理能力、外部接口等都没有过多的要求。

多媒体处理器主要负责多媒体信息的处理，比如本地音乐、导航、手机互联等功能。多媒体处理器的可靠性和实时性要求比仪表处理器低很多。

多媒体处理器市场上非常多，iMx6系列，Telechips89XX，Sunplus86xx都是前装用得较多的方案。

2）仪表核心与多媒体核心之间尽量少的耦合，连接方式越简单越可靠越好。

仪表核心和多媒体核心各自运行，互不影响。

仪表核心专注于仪表数据的显示以及多路视频的叠加显示。多媒体核心只关注多媒体部分的处理，比如手机互联、导航、音乐、蓝牙、收音机等的处理。多媒体核心通常只向仪表核心输出视频数据（LVDS或者USB信号）。仪表核心只需要在仪表显示的底层叠加多媒体的视频信号即可。

仪表核心和多媒体核心之间，可能会通过串口等简单的外部通信接口进行通信，但是这种通信的数据量很小，数据通信不影响两个核心的运行状态。

3）手机与多媒体核心互联。手机通过USB、WiFi、蓝牙等多种途径与多媒体核心互联。互联通道建立之后，手机会将导航、音乐、语音等信息发送给多媒体核心。多媒体核心收到手机的信息后，加以处理，输出声音到车载音响，输出视频信号到仪表核心。

由于仪表的特殊性，手机互联通常不会直接输出手机屏幕到仪表核心，这还需要多媒体处理器对收到的手机互联信息加以处理，然后再输出给仪表核心。

4）多媒体核心可扩展出多个屏来显示更多的多媒体信息。

多媒体除了将一路视频送往仪表核心进行显示之外，还可以用另外几路视频输出显示更多的多媒体信息，甚至于车身信息。多个屏幕的组合显示，加上智能控制，即是当下比较流行的智能驾驶舱。

4 互联仪表的界面与体验

图5是互联仪表典型设计的一种，车主可通过方向盘按键或者车身其他按键在多个功能之间切换。

互联仪表的界面有多种多样。绝大多数的思路是，屏幕上层显示车辆信息，下层显示多媒体和手机互联信息，通过图形透明叠加，一起呈现给车主。由于融入更多的多媒体信息以及手机互联信息，车主可以通过车身的控制按键在多个功能之间切换。

互联仪表并不是直接投射手机屏幕到仪表屏幕，而是通过虚拟屏，将车主使用的功能投射到仪表屏，而这个虚拟屏是可以和手机当前屏幕内容无关的。手机可以在放歌曲的同时把地图导航的屏幕投射到仪表屏幕，这种体验是非常好的，也是单独液晶仪表难以实现的。

5 互联仪表的优点与展望

互联仪表综合液晶仪表与多媒体中控的优点，并通过手机互联的方式解决仪表的系统更新慢、硬件更新换代慢、个性化不足的缺点，具有广阔的应用前景。

1）互联仪表采用两个独立核心分开运行，各自承担不同的任务。这种做法有效地保证了仪表功能的稳定性、实时性、可靠性。同时也通过多媒体核心的多媒体任务保证了车载多媒体任务能够流畅快捷地运行。这是传统机械仪表和液晶仪表难以做到的。

2）通过手机互联，互联仪表可以将绝大多数个性化的娱乐需求转移到手机上。一些常用的导航、音乐、社交应用的数据更新非常频繁，用户个性化的需求多变且难以把握，只有通过手机互联的方式才能完美地解决。

3）多媒体应用转移到手机上，互联仪表的硬件和软件可以在相当长时间内不用升级，这也极大地降低了车机厂的硬件成本以及车厂的运维成本。

4）通过互联仪表，车厂很容易通过手机端的应用与用户进行联系沟通，获取第一手的用户信息，用以改进车型改善服务。

目前国内的仪表市场正在进行深刻的变革，传统仪表被液晶仪表、互联仪表取代的趋势已经非常明显。随着电子信息技术的发展，液晶仪表和互联仪表的成本对比机械仪表已经不占劣势。未来一两年内，绝大多数新车型和换代车型上都会用上液晶仪表和互联仪表。

互联仪表相对液晶仪表，对用户提供了更智能、更个性化、体验更好的多媒体信息，更为了车厂和车机厂提供了低成本的智能驾驶舱的扩展方案。其相比单纯的液晶仪表更能吸引车厂和车主，具有更广阔的前景。