标签: 信息娱乐系统

如今，新车购买者的关注点更多地集中在“数字驾驶舱生态系统体验”上，而不是传统功能，如马力和燃油经济性。汽车行业已将提供这种体验作为优先事项，包括全连接的车载信息娱乐 （IVI） 系统，包括触摸屏显示器、语音命令以及集成的信息和娱乐功能。 什么是车载信息娱乐系统？ 越来越多的终端消费者希望能够完全连接到他们的“数字生态系统”体验。“智能座舱”是车载信息娱乐系统的核心，其正在成为原始设备制造商及其汽车品牌的关键差异化优势。 车载信息娱乐（IVI）是一种车辆系统的组合，用于向车辆乘客提供音频/视频接口和控制元件——触摸屏显示器、按钮面板、语音命令等。 以下是构成“智能驾驶舱”的组件或模块的快照： 用户界面： 驾驶员和乘客通过触摸或旋钮和转盘在屏幕上看到的内容和互动的内容。 主机： 包括显示器、外壳、电路板、CD/DVD 播放器、收音机和多个处理器（统称为车辆的主机）。它也是车辆所有物理输入的接口，例如音响系统和/或外部摄像头。 操作系统 （OS）： 作为信息娱乐系统的核心，操作系统控制对主机中的处理器、内存、存储和显示器的访问。 应用程序框架模块 ：管理从 Spotify 应用程序到导航和与系统交互的所有内容，例如文本转语音和语音命令。它控制所有应用程序功能以及哪些应用程序可以出现在主机中。 移动集成： 使车辆能够连接各种智能手机和设备。支持 Wi-Fi、蓝牙和即插即用程序，例如 Google Play 的 Mirror Link、Apple CarPlay 和 Android Auto，可将手机媒体和应用程序的修改版本导入屏幕。 汽车平台： 应用程序框架和操作系统之间的软件桥梁，支持多媒体、视频、导航、音频、广播、声学、软件更新、云服务等。 根据行业研究公司Frost&Sullivan最近的一份分析报告，到2025年，“车联网”将构成全球汽车市场近86%的份额。同年，IVI市场预计将达到427亿美元。 但是，IVI系统本身以及第三方应用程序也为网络犯罪分子创造了许多漏洞威胁点。汽车行业IVI系统的原始设备制造商和一级供应商必须努力确保这些系统中的嵌入式代码符合安全和安保关键标准。这样做有助于避免召回成本和对商业声誉的影响。 网络攻击给车载信息娱乐系统带来严重风险 车载信息娱乐系统在短短几年内取得了长足的发展，随着AI、ML和AR等新兴技术进入汽车领域，成为这些嵌入式“数字驾驶舱”系统的标准集成，预计该系统将进一步快速发展。虽然IVI系统目前用于提供信息和娱乐，但它们很快就会作为车辆内所有功能的主要通信部件发挥更大的作用。用户可以通过 AR 和 3D 导航和警报、交互式交通和危险警告以及与道路上其他车辆的通信方式看到更多信息。 随着IVI系统每年增加更多的功能和连接性，管理无线软件更新的开发人员必须考虑到车载网络的无数攻击面和潜在漏洞。 由于 IVI 系统连接到互联网并使用 Android、RTOS、Linux、QNX 和 Windows Embedded Automotive 以及 USB 连接、蓝牙和 Wi-Fi 运行操作系统，因此黑客可以通过多种方式找到这些入口点并利用代码中的漏洞，这可能会影响用户隐私和安全。 高达 90% 的软件安全问题是由编码错误引起的。这就是为什么确保不会发生故障的情况很重要的原因。然而，代码质量仍然没有达到许多IVI系统应有的水平，导致新车出现故障和繁琐的IVI。希望提高代码质量和车载信息娱乐网络安全的开发人员应使用编码标准和静态分析工具，作为网络安全和质量优先最佳实践的一部分。 车载信息娱乐系统编码标准的重要性 可以说，联网车辆是通过其IVI系统连接到互联网的四轮计算机。由于IVI系统是车内网络的一部分，它可能为黑客创造许多易受攻击的威胁点，他们可能能够控制驾驶员的智能手机并访问个人数据，操纵车辆安全关键系统功能，或制造系统更新程序。因此，IVI 系统开发实践必须遵守编码标准和指南。 最近还有两项有望使IVI系统受益的举措是ISO/SAE 21434标准和联合国欧洲经济委员会（UNECE） WP.29法规 。这些标准相辅相成，为汽车行业确保新一代互联汽车的安全做好准备。 ISO /SAE 21434 标准 建立在其前身 ISO 26262 的基础上 ，该标准不包括软件开发或子系统。ISO/SAE 21434 侧重于汽车电子设计和开发中固有的网络安全风险。汽车软件安全标准提供了一个结构化的流程，以确保在汽车产品的整个生命周期内将网络安全考虑因素纳入其中。 与 ISO/SAE 21434 不同，WP.29 法规要求 OEM 负责管理整个供应链的网络安全风险。 IVI 网络安全漏洞如何影响 OEM 原始设备制造商及其一级供应商需要采取措施避免其IVI嵌入式软件漏洞的负面影响，因为攻击可能会威胁到驾驶员及其乘客的隐私和安全。网络安全事件可能代价高昂且耗时，并可能导致车辆召回，最终影响利润、声誉损失和组织生产力。 IVI系统中的软件故障经常导致召回。MSN.com最近对最不可靠的家用汽车进行的一项调查显示，最新一代的汽车位居榜首，57% 的车辆出现故障，其中33%的汽车受到IVI问题的影响。 由于安全和安保问题，信息娱乐系统中的软件故障可能会导致召回。例如，故障可能允许驾驶员在驾驶时浏览互联网和看电视。软件故障也可能导致汽车屏幕在寒冷天气下熄灭。 即使故障不是很明显，恶意行为者也可能利用软件中的这种类型的漏洞，关闭影响安全和安保的关键功能。 确保IVI系统中的代码符合必要的标准和合规性要求，有助于避免召回成本以及对商业声誉和盈利能力的影响。 为什么SAST对于车载信息娱乐系统软件代码至关重要 静态应用程序安全测试 （ SAST ） 软件测试方法检查和分析应用程序源代码、字节码和二进制文件的编码和设计条件，以发现 IVI 系统软件中的安全漏洞。SAST背后的工作机制是一个静态分析工具，用于检查设计和编码缺陷。 Klocwork 是 企业 DevOps 和 DevSecOps 的理想选择 ， 是行业领先的 静态分析和 SAST 工具，适用于 C、C++、C#、Java、JavaScript、Python 和 Kotlin 设计的源代码。此外，10 家顶级汽车零部件制造商中有 9 家依靠 Perforce 静态分析工具来帮助确保其汽车软件的安全性和合规性。

如今，新车购买者的关注点更多地集中在“数字驾驶舱生态系统体验”上，而不是传统功能，如马力和燃油经济性。汽车行业已将提供这种体验作为优先事项，包括全连接的车载信息娱乐 （IVI） 系统，包括触摸屏显示器、语音命令以及集成的信息和娱乐功能。 什么是车载信息娱乐系统？ 越来越多的终端消费者希望能够完全连接到他们的“数字生态系统”体验。“智能座舱”是车载信息娱乐系统的核心，其正在成为原始设备制造商及其汽车品牌的关键差异化优势。 车载信息娱乐（IVI）是一种车辆系统的组合，用于向车辆乘客提供音频/视频接口和控制元件——触摸屏显示器、按钮面板、语音命令等。 以下是构成“智能驾驶舱”的组件或模块的快照： 用户界面： 驾驶员和乘客通过触摸或旋钮和转盘在屏幕上看到的内容和互动的内容。 主机： 包括显示器、外壳、电路板、CD/DVD 播放器、收音机和多个处理器（统称为车辆的主机）。它也是车辆所有物理输入的接口，例如音响系统和/或外部摄像头。 操作系统 （OS）： 作为信息娱乐系统的核心，操作系统控制对主机中的处理器、内存、存储和显示器的访问。 应用程序框架模块 ：管理从 Spotify 应用程序到导航和与系统交互的所有内容，例如文本转语音和语音命令。它控制所有应用程序功能以及哪些应用程序可以出现在主机中。 移动集成： 使车辆能够连接各种智能手机和设备。支持 Wi-Fi、蓝牙和即插即用程序，例如 Google Play 的 Mirror Link、Apple CarPlay 和 Android Auto，可将手机媒体和应用程序的修改版本导入屏幕。 汽车平台： 应用程序框架和操作系统之间的软件桥梁，支持多媒体、视频、导航、音频、广播、声学、软件更新、云服务等。 根据行业研究公司Frost&Sullivan最近的一份分析报告，到2025年，“车联网”将构成全球汽车市场近86%的份额。同年，IVI市场预计将达到427亿美元。 但是，IVI系统本身以及第三方应用程序也为网络犯罪分子创造了许多漏洞威胁点。汽车行业IVI系统的原始设备制造商和一级供应商必须努力确保这些系统中的嵌入式代码符合安全和安保关键标准。这样做有助于避免召回成本和对商业声誉的影响。 网络攻击给车载信息娱乐系统带来严重风险 车载信息娱乐系统在短短几年内取得了长足的发展，随着AI、ML和AR等新兴技术进入汽车领域，成为这些嵌入式“数字驾驶舱”系统的标准集成，预计该系统将进一步快速发展。虽然IVI系统目前用于提供信息和娱乐，但它们很快就会作为车辆内所有功能的主要通信部件发挥更大的作用。用户可以通过 AR 和 3D 导航和警报、交互式交通和危险警告以及与道路上其他车辆的通信方式看到更多信息。 随着IVI系统每年增加更多的功能和连接性，管理无线软件更新的开发人员必须考虑到车载网络的无数攻击面和潜在漏洞。 由于 IVI 系统连接到互联网并使用 Android、RTOS、Linux、QNX 和 Windows Embedded Automotive 以及 USB 连接、蓝牙和 Wi-Fi 运行操作系统，因此黑客可以通过多种方式找到这些入口点并利用代码中的漏洞，这可能会影响用户隐私和安全。 高达 90% 的软件安全问题是由编码错误引起的。这就是为什么确保不会发生故障的情况很重要的原因。然而，代码质量仍然没有达到许多IVI系统应有的水平，导致新车出现故障和繁琐的IVI。希望提高代码质量和车载信息娱乐网络安全的开发人员应使用编码标准和静态分析工具，作为网络安全和质量优先最佳实践的一部分。 车载信息娱乐系统编码标准的重要性 可以说，联网车辆是通过其IVI系统连接到互联网的四轮计算机。由于IVI系统是车内网络的一部分，它可能为黑客创造许多易受攻击的威胁点，他们可能能够控制驾驶员的智能手机并访问个人数据，操纵车辆安全关键系统功能，或制造系统更新程序。因此，IVI 系统开发实践必须遵守编码标准和指南。 最近还有两项有望使IVI系统受益的举措是ISO/SAE 21434标准和联合国欧洲经济委员会（UNECE） WP.29法规 。这些标准相辅相成，为汽车行业确保新一代互联汽车的安全做好准备。 ISO /SAE 21434 标准 建立在其前身 ISO 26262 的基础上 ，该标准不包括软件开发或子系统。ISO/SAE 21434 侧重于汽车电子设计和开发中固有的网络安全风险。汽车软件安全标准提供了一个结构化的流程，以确保在汽车产品的整个生命周期内将网络安全考虑因素纳入其中。 与 ISO/SAE 21434 不同，WP.29 法规要求 OEM 负责管理整个供应链的网络安全风险。 IVI 网络安全漏洞如何影响 OEM 原始设备制造商及其一级供应商需要采取措施避免其IVI嵌入式软件漏洞的负面影响，因为攻击可能会威胁到驾驶员及其乘客的隐私和安全。网络安全事件可能代价高昂且耗时，并可能导致车辆召回，最终影响利润、声誉损失和组织生产力。 IVI系统中的软件故障经常导致召回。MSN.com最近对最不可靠的家用汽车进行的一项调查显示，最新一代的汽车位居榜首，57% 的车辆出现故障，其中33%的汽车受到IVI问题的影响。 由于安全和安保问题，信息娱乐系统中的软件故障可能会导致召回。例如，故障可能允许驾驶员在驾驶时浏览互联网和看电视。软件故障也可能导致汽车屏幕在寒冷天气下熄灭。 即使故障不是很明显，恶意行为者也可能利用软件中的这种类型的漏洞，关闭影响安全和安保的关键功能。 确保IVI系统中的代码符合必要的标准和合规性要求，有助于避免召回成本以及对商业声誉和盈利能力的影响。 为什么SAST对于车载信息娱乐系统软件代码至关重要 静态应用程序安全测试 （ SAST ） 软件测试方法检查和分析应用程序源代码、字节码和二进制文件的编码和设计条件，以发现 IVI 系统软件中的安全漏洞。SAST背后的工作机制是一个静态分析工具，用于检查设计和编码缺陷。 Klocwork 是 企业 DevOps 和 DevSecOps 的理想选择 ， 是行业领先的 静态分析和 SAST 工具，适用于 C、C++、C#、Java、JavaScript、Python 和 Kotlin 设计的源代码。此外，10 家顶级汽车零部件制造商中有 9 家依靠 Perforce 静态分析工具来帮助确保其汽车软件的安全性和合规性。 亲眼看看 Klocwork 如何帮助确保嵌入式软件的质量。立即申请 7 天免费试用⏩⏩⏩ marketing@polelink.com

中国已成为全球最大的汽车生产国和消费市场，2013年中国整体汽车销量增长14%至2,200万辆，其中乘用车销售约1,800万辆(份额80%)，商用车约400万辆(份额20%)；2014年整体销量可达2,300万辆，乘用车销量较2012年增长16%。汽车大趋势正在推动半导体成分的升高：IHS公司预测，由于汽车安全与导航等系统的不断采用，中国汽车半导体市场将在2014年增长11%，达到46亿美元。而在未来三年会延续增长势头，到2017年，中国汽车芯片市场将达到62亿美元。 面对巨大的需求，半导体厂商也面临一些挑战，他们必须帮助设计工程师提高能效、降低成本压力，同时满足功能性、安全性等多方面的要求。作为领先半导体器件供应商，安森美半导体致力于满足汽车客户需求，提供更优质、可靠、具有成本优势的符合汽车认证规范的高能效解决方案，帮助客户提升产品设计和上市速度。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 安森美半导体的汽车业务策略 为帮助中国工程师应对上述挑战，安森美持续加大对中国汽车半导体市场的投入和支持力度，在动力系统、车身、信息娱乐系统、电源、车载网络等方面均占据领先地位。公司2013年收入为27.83亿美元，汽车细分市场的收入为7.51亿美元(占全球总收入比例从2008年的16%增加至27%)。汽车半导体市场整体增长为10%，而安森美半导体的增长是市场的两倍。2010-2013年，安森美半导体汽车业务在中国市场的收入节节攀升，均为20%左右。 安森美半导体在汽车细分市场的增长动力来自三个方面，一是燃油经济性及降低排放，包括启动-停止交流发电机、汽油直喷(GDI)发动机、混合动力汽车(HEV)、双离合及6+速变速箱；二是安全及舒适，包括LED照明、车门模块、停车辅助、传感器、信息娱乐系统、高级驾驶员辅助系统(ADAS)；三是线控及电机控制，包括电动助力转向(EPS)、泵和风扇。 为此，安森美半导体提供各种解决方案：内部及外部LED照明；发动机及变速箱控制、传感器接口；电源、电机驱动器、IGBT、SmartFET及保护等标准产品；以及用于车载网络的LIN、CAN、FlexRay收发器。 为支持中国汽车市场，安森美半导体加强了本土化生产、工程设计和服务，在上海设立了解决方案工程中心(SEC)，在深圳和乐山设有制造厂。上海的汽车SEC配备中国本地应用工程师及现场应用工程师，根据本地需求开发演示板和参考设计，支持本地客户在设计中采用安森美半导体的产品。在汽车市场，安森美半导体在中国与许多客户开展了合作，包括全球性客户和本地客户，如德尔福、博世、一汽、上汽、东风、长安、北汽和比亚迪等。 图1：安森美半导体涉足的汽车细分市场 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 安森美半导体的车用高能效方案 安森美半导体拥有宽广阵容的产品及方案，从分立器件、标准产品，到专用标准产品(ASSP)/专用集成电路(ASIC)/系统基础芯片(SBC)/系统级芯片(SoC)，以及模块级专业技术及方案，这些产品及方案都与能效息息相关。 标准元器件有20,000个型号，包括TVS/保护/齐纳元件、整流器、射频(RF)、稳压器、逻辑、比较器、运算放大器、Mini Gates、EEPROM等；模拟器件包括驱动器、稳压器、开关电源(SMPS)、电源管理单元(PMU)、音频IC、显示屏驱动器、收发器、ASIC、ASSP等；功率器件包括点火IGBT及点火器、牵引IGBT(功率集成模块(PIM))、智能功率模块(IPM)、N/P沟道MOSFET、SmartFET、双极功率晶体管、电机驱动器等。 图2：安森美半导体宽广阵容的产品及方案 安森美半导体的汽车应用重点包括燃油经济性及减少排放、车身及内部、照明和主动安全，以及涵盖这些领域的电源和车载网络。燃油经济性及减少排放(动力系统)应用涵盖发动机控制、变速箱、点火、启动-停止系统、48 V/混合动力汽车(HEV)/插电式混合动力汽车(PHEV)、电动汽车(EV)等。照明应用涵盖LED外部照明、LED内部照明、HID前照灯、先进前照灯系统(AFS)、电机控制等。 车身及内部应用涵盖车身计算机及网关、汽车空调(HVAC)、车门、电机控制、智能接线盒、仪表盘、总线保护、信息娱乐系统、有源天线等。主动安全应用涵盖电动助力转向、停车辅助、动力制动、悬挂系统、先进驾驶人辅助等。电源应用涵盖开关电源、线性稳压器以及电源管理集成电路等。车载网络应用涵盖LIN、CAN、FlexRay及以太网等。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 以照明为例，前照灯不只是近光灯和远光灯，还有转向指示灯、波束成形、路面聚光灯、雾灯、日间行车灯(DRL)/位置灯、弯道辅助照明等。安森美半导体的先进前照灯系统(AFS)采用步进电机驱动器(AMIS3062x或NCV705xx)进行前照灯转弯调节。自2013年第1季度展示的奔驰E系列每辆车使用多达6颗NCV78663双通道LED驱动器，以及多达3颗NCV70522步进电机驱动器。 小于350mA的低电流恒流稳流器(CCR)在汽车照明的应用非常广泛，除了应急车辆、日间行车灯(DRL)，还有高温环境下的汽车应用，如引擎盖下及尾厢照明；空间受限的应用，如阅读、地图及任务灯、后视灯、座舱灯、中央高位刹车灯(CHMSL)、组合尾灯(RCL)及侧标志灯；以及应用密度增加、要求采用更小巧及更高热效率封装的应用，如仪表盘背光、盲点指示灯、座舱及门前地面照明灯。 当前，汽车客户的要求越来越高，需要提升燃油经济性及减少排放、实现更便利的操控、加快上市时间、提高可靠性等。为此，安森美半导体为客户简化设计过程，提供“系统级方案”，替代分立元件方案，推出了用于风扇和泵的汽车智能电源模块(IPM)。分立元件方案系统重量为125克，尺寸为108*103 mm，周边元器件数量170颗，系统成本约15.5美元；而安森美半导体的IPM重量仅为50克(IPM 20克)，尺寸26.4*60 mm，只有5颗元器件，系统成本仅11.4美元。它带来的好处是重量减轻60%，尺寸减小，系统成本降低了4美元。 图3：安森美半导体用于风扇和泵驱动的BLDC IPM与传统分立元件方案对比 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 安森美半导体的IGBT可替代点火系统的传统点火器模块。传统器件尺寸为2250mm3(25*15*6 mm)，长期可靠性为1000小时(Tj=150℃)，ESD保护等级为4 kV，浪涌保护等级为300 V，样品到上市间隔6个多月(ASIC)；安森美半导体IGBT尺寸为892mm3(16.8*11.8*4.5mm)，长期可靠性为2000小时(Tj=150℃)，ESD保护等级大于10 kV，浪涌保护等级大于350 V，上市间隔是4到5个月(专用标准产品ASSP)。 图4：安森美半导体IGBT与传统点火器模块的对比 在汽车音响应用方面，采用Bongiovi+ S-Live声音技术的方案优势明显。传统扬声器方案直径为126 mm，最低频响应为83Hz，4套方案重量约4.0 kg，总成本220美元；安森美半导体+DPS Acoustics的方案扬声器重量更轻(仅为1.4 kg，直径为 83 mm)，可使用便宜的扬声器，利用算法实现更好的音效，最低频响应为20 Hz，总成本160美元。它不仅实现了高清(HD)震撼性声音品质，而且重量减轻了70%。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 总结 ?? 中国中高端汽车的更新换代，以及对于高能效的要求将推动中国汽车半导体市场的进一步发展。作为领先汽车半导体供应商，安森美半导体持续投资以满足客户对低功耗、小尺寸、低成本的要求，为汽车应用提供可靠、通过AEC认证、符合生产器件批准程序(PPAP)的高能效汽车半导体产品及方案，在减少废气排放、提高燃油经济性、增强系统性能和可靠性等方面帮助客户应对设计挑战。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载