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              CarPlay 要接管汽車儀表盤?事情沒蘋果想的那么簡單

              發布人:硅星人時間:2022-06-16來源:工程師

              文|杜晨  編輯|VickyXiao


              本周一,蘋果召開了年度開發者大會 WWDC,發布了一系列重要的產品升級,以及新產品、功能和技術。之前我們已經出了一篇文章介紹 WWDC 的主要內容,而今天我們專門寫一篇文章,討論一下蘋果車載系統 CarPlay 的事情。而在本周的 WWDC 上,蘋果給我們預覽了一個正在開發中的全新版 CarPlay 系統,最快在明年下半年就能對車企開放。這個新版 CarPlay 最厲害之處在于:除了中控娛樂系統的屏幕之外,它還能夠接管汽車的儀表盤,以及車內更多的屏幕。

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              CarPlay 新版效果圖    圖片來源:蘋果

              果就是,車主和乘客的整個乘駕體驗,都將由 CarPlay 來負責。比如收音機和空調,可以直接在 CarPlay 的用戶界面上進行調整,甚至可以通過 Siri 來語音控制。
              特別是接管儀表盤,車主或許會忘記自己開的是福特還是奔馳,本田還是沃爾沃——他們會感覺到自己在開一輛蘋果汽車。根據蘋果在 WWDC 上提供的極其有限的描述,新版 CarPlay 在儀表盤上能夠顯示重要的信息,包括并不限于時速、發動機轉速、檔位、水溫、油耗、剩余油量/里程等。圖片新版 CarPlay 的儀表盤顯示效果    圖片來源:蘋果

              蘋果的幻燈片還顯示,包括福特、保時捷、梅賽德斯、奧迪、本田、林肯、沃爾沃、雷諾、日產、英菲尼迪等在內的一眾知名汽車品牌,似乎都將支持新版 CarPlay 的“前瞻理念”。

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              支持新版 CarPlay 的汽車品牌    圖片來源:蘋果

              這一消息立刻令許多蘋果粉絲和科技媒體無比興奮:因為他們期盼已久的蘋果汽車終于要來了——盡管并不是真的以蘋果牌汽車的形式。
              然而情況真的像蘋果所說的這樣嗎?CarPlay 真的能夠連儀表盤都接管么?這是否意味著車企之后真的不用開發任何涉及軟件方面的功能,完全交給蘋果就行?關于這個看起來非??犰?,但目前可靠信息極度缺乏的新版 CarPlay,尚有很多情況和問題值得討論。| CarPlay 和 iPhone是否達到實時操作系統和車規級要求?從事汽車行業的朋友應該知道,汽車上運行的很多電子控制系統,比如發動、變速箱、剎車,以及一些較新的輔助駕駛類功能,比如自動緊急剎車、自適應巡航等——由于對于汽車的行駛安全非常重要,這些系統必須采用實時操作系統 (RTOS) 。根據知乎專欄“汽車控制器”,實時系統要求當外界世界或數據產生時,操作系統必須能夠接受并且以足夠快的速度進行處理,并且處理的結果也要在規定時間內在對應系統上產生快速響應。
              比如,安全氣囊背后的控制器運行的就是一個實時系統,它必須能夠在撞擊發生的時候以極小的時間誤差打開氣囊。

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              汽車碰撞安全氣囊彈出測試    圖片來源:豐田

              而蘋果的 iOS,以及作為一個系統插件身份存在的的 CarPlay,都不屬于實時系統。兩者在底層計算模式上有根本的區別。與實時系統相對的是分時操作系統 (TSOS)。電腦和智能手機系統,包括 macOS、Windows、iOS 和 Android,其實都屬于分時系統。這種系統對處理和反饋的及時性沒有根本性的要求,因為它的優化方向是同時處理多個任務,比如導航、音樂播放器等。所以,一般汽車的車載娛樂系統和溫度控制系統(空調)都是采用 TSOS。但是如果氣囊控制器換成 TSOS,系統當時同時在處理其他任務,稍微“卡頓”了那么一下,甚至出現誤差故障這種萬一的情況,都有可能導致氣囊無法及時打開,造成嚴重傷亡。理解了汽車電子控制系統和 iOS/CarPlay 的底層區別之后,我們接著來看蘋果的新版 CarPlay 的更多細節。蘋果的演講者表示,“iPhone 能夠和車載的實時系統之間,進行‘設備上的’ (on-device),‘隱私友好’ (privacy-friendly) 的溝通。用過 CarPlay 的朋友應該知道,目前版本的 CarPlay 是運行在用戶的 iPhone 手機上的,不是運行在汽車的娛樂系統上的。而蘋果在 WWDC 上說的這句話,相當于幫助我們確認這樣一個事實:這個能夠接管用戶儀表盤,顯示包括時速、轉速等重要數據的新版 CarPlay,仍然是運行在用戶手機上的。圖片儀表盤本身的確不是一個關鍵系統,一般在車上它也不需要運行實時系統。但是:1)儀表盤和車輛的核心運行系統密切相關,司機需要實時了解車速、轉速等關鍵信息,了解自己的車況,確保本車的運行安全,以及對于周圍的車輛、自行車和行人是安全的。如果手機系統出現故障,CarPlay 出了問題,或者數據線/藍牙無線出現故障導致連接中斷,CarPlay 也會隨之停止工作——屆時用戶的儀表盤能否立刻切換回本機系統,也是非常關鍵的一點。一旦儀表盤出現故障,車主就無法了解行駛關鍵信息,成安全隱患——當故障發生的時候,你總不能指望一般車主通過肉眼觀察、身體感受加速度、聽發動機的聲音,來”估“車速和轉速吧?以及關于 CarPlay 連接方式還有一點值得提:一般的車規級 USB 連接器對于工作溫度范圍有極為嚴苛的要求,比如需要在零下40℃到零上85攝氏度,甚至105℃環境下能夠正常工作。然而 Carplay 連接所需的 Lightning 數據線以及手機里的藍牙模組,都尚未達到車規級要求。

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              某款USCAR30 合規的 USB 連接器    圖片來源: TE Connectivity

              2)汽車博主于欣烈提出了一個很重要的情況[1]:包括自動緊急制動系統 (AEB),自適應巡航 (ACC) 等在內的車載輔助駕駛功能,都屬于對系統運行安全性和實時性非常高的車載系統。具備 AEB、ACC 系統的車輛,在系統出現故障的時候必須顯示警告燈和警告信息。

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              2018款現代索納塔 ACC 系統故障警告信息    圖片來源:medelste

              至少在美國和歐洲,道路交通安全監管機構都要求儀表盤背后的關鍵部件必須運行實時系統。而在蘋果這里,儀表盤重要信息如何在 CarPlay 的 UI 上得到體現,非實時系統和實時系統如何在儀表盤上一同工作——不僅在系統架構層面,還有在監管合規層面,都是個難題。于欣烈寫道:”缺少任何一個關系到駕駛安全的功能,CarPlay 都無法接管儀表屏幕。汽車廠商會把這些重要的數據開放給蘋果嗎?如何在保證駕駛安全的同時開放給蘋果? 

              WWDC 上蘋果說能接入汽車的實時系統獲得數據,數據如何穩定、有效傳輸給 CarPlay 關系到駕駛安全。以前 CarPlay 只負責導航、音頻娛樂可以出錯,可以不穩定,但駕駛時的儀表屏幕可不行。而這次發布蘋果幾乎什么都沒解釋?!?/span>

              | 蘋果進攻儀表盤的背后意圖

              關于新版 CarPlay 進攻儀表盤,有兩個值得說的背景故事。

              第一個背景故事,很多人應該都聽說過:蘋果的造車計劃 Project Titan。

              這個計劃最早可以追溯到2014年,但是和蘋果的大部分長期產品開發計劃相比起來,Project Titan 可以算是個異類:一直(號稱)在招人,但也一直沒有任何可以對外公開的進展,連靠譜的粘土模型都沒有泄露過—這并不是因為果的保密工作做得好,事實上蘋果安保團隊近幾年水平急轉直下,基本上已經保不住什么秘密,新手機的可靠外觀差不多半年前就流出。

              Titan 一直沒有消息的真實原因可能是這個項目真的推進不下去。硅谷坊間傳聞 Titan 作為一個整體的造車計劃基本接近于停止狀態。

              不過 Titan 內部一些細分的具體項目完全有可能仍在進行,只是不在 Titan 的名義之下。比如這次我們在 WWDC 的 CarPlay 部分看到的儀表盤+溫度控制+娛樂系統——這些功能在過去和 CarPlay 沒有關系,只有可能作為汽車系統才會開發。

              與此同時,CarPlay 卻已經走進了各大車企旗下超過600款車型。車企過去絞盡腦汁開發軟件交互體驗卻總是打偏,現在全球手機銷量最高之一的品牌過來免費提供軟件,還免費(CarPlay 不是一個授權模式的生意,蘋果宣稱對車企不收費),車企簡直不能更開心了。

              在 Titan 推進不下去,CarPlay 又獲得了巨大的市場成功的背景下,CarPlay 蠶食 Titan 的研發進展就是一件可以理解而且非??赡艿氖虑榱?。

              圖片圖片來源:大眾汽車

              及,Titan 項目中據傳也有實時系統在研發,但是外界沒人清楚進展到底如何。這個傳聞的根據是 Dan Dodge,最大的車載實時系統供應商 QNX(現已被黑莓收購)的聯合創始人。

              剛才我們提到 Titan 一直號稱在招人,其實 Dodge 曾經傳聞被蘋果招走。然而他的 LinkedIn 資料自從離開 QNX 之后一直沒有下一站。還有不少和這位老哥差不多的汽車系統領域專家,都是據傳加入蘋果,但是一直沒有確切的消息;反倒是一直有具有汽車相關經驗資歷的高管在退出 Titan 項目。

              第二個背景故事,是少有人知的 CarPlay 多屏適配能力。

              時間回到2019年,蘋果在 CarPlay 項目上實現了一次重大卻少有人知的技術升級:CarPlay 多視頻推流能力。

              這句話的意思是:CarPlay 可以同時出現在多個屏幕上了——沒錯,在2022年發布的搭載最新款 M2 芯片的 MacBook Air 只能外接一個屏幕,而在2019年的 iPhone 通過 CarPlay 就已經可以支持多個屏幕了。

              并且,19年的 CarPlay,在技術上也已經支持了儀表盤和 HUD(也即投射到擋風玻璃上的平視顯示器),只是還不能像今年 WWDC 上這樣,完全接管整個儀表盤。

              如果你第一次聽說原來 CarPlay 早就有了多屏幕支持能力,你并不是一個人。沒準很多車企都不知道——要不然,他們早就應該推出適配車型了,不是嗎?

              可能蘋果也意識到跟車企通過純粹的行業溝通交涉不管用。于是在今年的 WWDC 上,蘋果干脆把這個跟當時沒差太多的多屏幕能力,直接做成了一個新版 CarPlay 產品,在上百萬觀眾的面前展示一遍。

              這么做的用意很好理解:借助全球數億 iPhone 用戶的需求,去倒逼車企配合。

              事實上,蘋果在 WWDC 上的這次作秀確實是給消費者和 iPhone 用戶看的。可能這也是為什么它在演講過程中沒有到關于車規級的關鍵細節。

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              新版 CarPlay 同時接管儀表盤和中控娛樂系統屏幕的效果    圖片來源:蘋果

              更搞笑的是,科技媒體 The Verge 在會后聯系了一圈已經支持了 CarPlay 功能的車企,包括在 WWDC 幻燈片里有 logo 露出的。結果,一部分車企都表示目前對多屏支持沒有計劃,另一部分車企則表示對未來計劃不置可否——和2019年沒什么兩樣啊。

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              圖片來源: The Verge 

              車企為什么不配合?我們這里只能進行合理推測:蘋果在 WWDC 上說 CarPlay ”總是能夠準確適配不同形狀的屏幕“,然而在實際中,根據一些汽車行業知情人士透露的情況,CarPlay 對于不同形狀屏幕實現適配,車企這頭的調試工作負擔并不小。在這樣的前提下,你覺得車企會愿意多加幾塊支持 CarPlay 的屏幕么?簡直是平添困難。如果使用效果不佳,被用戶找上門批評和要求修復的必然不會是蘋果,而是車企。再回到儀表盤和車輛關鍵數據。正如文章前面提到,這里面對于實時系統的要求非常嚴苛,受到歐美各地交通安全監管部門的直接管轄。進一萬步講,就算這個能夠接管儀表盤的 CarPlay 版本真的推出了,在車企這邊的嵌入難度一定不小。而且但凡 CarPlay 出了問題,導致了事故,輿論譴責的第一對象,民事賠償的首要責任人,一定還是車企,而不是蘋果。設立行業壁壘,遏制跨行業創新的發生,我們并不支持這樣的行為。但是至少在汽車這個直接涉及人員性命安全的科技載體上,容不得半點馬虎。種種復雜的技術和行業因素,都為蘋果計劃中的這一版 CarPlay 蒙上了層層陰影。參考資料:[1] 叭叭嗚 - 885 Daily by 于欣烈 - 蘋果 CarPlay:一次事先張揚的空洞發布 https://babawu.zhubai.love/posts/2146318545058402304


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