في مقالتي السابقة ، كتبت عن الأهمية المتزايدة لبرامج السيارات واستخدمت مفهوم التصميم والبناء والتسويق والاستخدام لإظهار كيف تختلف البرامج عن الأجهزة. الهدف من هذه المقالة هو أن استراتيجية منصة البرامج هي أفضل طريقة للنجاح في سوق برمجيات السيارات.
إنها حقيقة سيئة السمعة وهي أن تطوير البرمجيات يصعب تخطيطه وتنفيذه - من الصعب تقدير الوقت الذي يقضيه في إنشاء منتجات برمجية كبيرة. ظل هذا الوضع مستمراً منذ الستينيات ، وكل هذا موصوف بالتفصيل في كتاب "شهر الرجل الأسطوري". هذا كتاب من تأليف فريد بروكس ، تم نشره في عام 1975 وتم تحديثه في عام 1995. يمكن صياغة مشاكل إنهاء عملية تطوير البرمجيات بموجب قانون بروكس: إذا لم تلتزم بالموعد النهائي ، فإن الموارد البشرية الإضافية ستزيد فقط من وقت التطوير.
في هذه المقالة ، نلقي نظرة على الوضع الحالي لسوق منصات برامج السيارات. تعتمد أي منصة برمجية على الأجهزة المطلوبة لتشغيل البرامج. سأغطي قطاعات سوق برمجيات السيارات وأقدم أمثلة على المنتجات الهامة. لكن أولاً ، نحتاج إلى فهم ماهية منصات البرامج ، وكذلك مراعاة مزاياها وعيوبها.
نظرة عامة على المنصة
المنصة هي تقنية تسمح لك بإنشاء منتجات متشابهة مع بعضها البعض ، باستخدام نتائج التطورات السابقة. كجزء من استراتيجية تنفيذ النظام الأساسي ، يمكن تطوير العديد من المنتجات أو مجموعات المنتجات بتكلفة أقل بكثير من تطوير كل منتج على حدة. تستخدم صناعة السيارات على نطاق واسع الشاسيه المشترك مع مجموعة متنوعة من المحركات والتصميمات الداخلية وعوامل الشكل. أصبحت منصات BEV الآن اتجاهًا مهمًا في صناعة السيارات. بالإضافة إلى ذلك ، هذا النهج شائع جدًا في صناعة الكمبيوتر - يمكنك غالبًا العثور على منصات من مستويات مختلفة (من المعالج والأجهزة إلى منصات البرامج والتطبيقات).
أصبح استخدام الأنظمة الأساسية للبرامج إستراتيجية رئيسية في جميع قطاعات صناعة الكمبيوتر - من الحواسيب الكبيرة وأجهزة الكمبيوتر الصغيرة إلى أجهزة الكمبيوتر الشخصية وأجهزة الكمبيوتر اللوحية. منصات البرمجيات هي أيضًا العمود الفقري لسوق الهواتف الذكية وأصبحت محركًا رئيسيًا وراء iOS و Android. تكتسب منصات البرامج أيضًا أهمية في صناعة السيارات وهي مهمة بشكل خاص في سوق المركبات الناشئة المعتمدة على البرامج.
منصات البرمجيات أيضا لها عيوب. يتطلب تنفيذها كتابة كميات كبيرة من التعليمات البرمجية ، وغالبًا ما تكون أبطأ. يمكنهم أيضًا زيادة متطلبات الأجهزة. ومع ذلك ، في معظم الحالات ، تفوق المزايا العيوب.
عادةً ما تكون منصة البرامج عبارة عن مجموعة من العديد من وحدات البرامج لتنفيذ وظائف محددة. ومع ذلك ، يمكن أن تكون أيضًا برامج صغيرة يتم استخدامها في الأنظمة الأساسية الأكبر. وبالتالي ، يمكن أن تختلف منصات البرامج اختلافًا كبيرًا في الحجم وتعقيد الكود. يتمثل الجانب الرئيسي في إعادة استخدام وحدات البرامج لتوفير تكاليف التطوير والصيانة ، فضلاً عن زيادة مستوى الموثوقية عن طريق تقليل العدد الإجمالي لأخطاء البرامج.
مفتاح استخدام الأنظمة الأساسية للبرامج وتنفيذها هو واجهات برمجة التطبيقات (API) التي تسمح لك بإنشاء بنية كتلة معيارية وتوفير الاتصال بين الوحدات النمطية أو الأنظمة الأساسية المختلفة. تشكل واجهات برمجة التطبيقات (API) لقطاعات معينة من سوق البرمجيات ، إذا نجحت ، نظامًا بيئيًا لوحدات البرامج التكميلية التي تزيد بشكل كبير من تكلفة النظام الأساسي واستخدامه بمرور الوقت.
منصات برامج السيارات
تنمو منصات البرمجيات في سوق السيارات بسرعة ولها تأثير كبير على صناعة برمجيات السيارات بأكملها ، مع توقع استمرار النمو خلال العقد المقبل. يلخص الجدول أدناه حالة منصات البرامج الرئيسية المستخدمة في صناعة السيارات. هناك العديد من المنصات الأخرى - لم يتم تناولها في هذه المقالة بسبب نقص التفاصيل حول تطورها. توفر الأقسام التالية نظرة عامة على كل من الأنظمة الأساسية للبرامج المدرجة في الجدول.
نظام التشغيل
تحتاج جميع وحدات التحكم الإلكترونية في السيارات إلى برنامج للتحكم في مكونات الأجهزة المختلفة ، بالإضافة إلى التطبيقات التي سيتم تنفيذها بواسطة وحدة التحكم.
تتطلب جميع وحدات التحكم في السيارات برنامجًا للتحكم في البرامج المختلفة التي تتحكم في مكونات الأجهزة والتطبيقات التي تم تصميم جميع وحدات التحكم الإلكترونية لدعمها. طور اتحاد السيارات ويستمر في توسيع قدرات منصة أوتوسار. AUTOSAR عبارة عن بنية برمجية ذات طبقات مع واجهات برمجة تطبيقات قياسية للتطبيقات التي تنفذها وحدات التحكم الإلكترونية. كما أن لديها واجهة مستقلة متوافقة مع معظم معماريات المعالجات الدقيقة المستخدمة في صناعة السيارات. AUTOSAR هي منصة البرامج الرائدة في الصناعة لأنظمة مساعدة السائق وتطبيقات ECU التقليدية الأخرى. ومع ذلك ، لا تستطيع AUTOSAR إدارة الكتل بقاعدة كود معقدة وشاملة بالطريقة التي تعمل بها أنظمة المعلومات والترفيه.
كل هذا فتح الباب أمام أنظمة التشغيل ، التي بدأ استخدامها في صناعة التكنولوجيا الفائقة كما هو مطبق على أنظمة السيارات. كانت أنظمة التشغيل هي أول منصات برمجية عالية التقنية لها تأثير كبير على صناعة السيارات. تُستخدم أنظمة التشغيل عالية التقنية في أنظمة المعلومات والترفيه الحديثة وتقنية المعلومات. كما يتم استخدام أنظمة التشغيل المعقدة في وحدات التحكم الإلكترونية ، كما تتحرك أنظمة ADAS في هذا الاتجاه.
زادت بعض وحدات التحكم من متطلبات السلامة وتتطلب أنظمة حصلت على شهادة (مثل ISO 26262). حاليًا ، لا توجد مثل هذه الشهادات في أي من إصدارات Linux. تستخدم هذه الكتل QNX و Green Hills وأنظمة التشغيل المماثلة الأخرى التي لديها شهادات أمان.
أنظمة المعلومات والترفيه هي أعلى مستوى من التطوير للأنظمة التي تستخدم نظام التشغيل. في سوق منصات أنظمة التشغيل ، هناك معركة بين QNX وإصدارات Linux المختلفة - AGL ، Android ، والإصدارات المتوافقة مع GENIVI. يتطور Android من Google بسرعة فائقة. ينبع نجاح Android من تأسيس Open Automobile Alliance (OAA) في عام 2014. يضم التحالف حاليًا 60 علامة تجارية ، بما في ذلك مصنعي المعدات الأصلية الرائدين مثل كرايسلر وفيات وفورد وجنرال موتورز وهوندا وهيونداي ومازدا ومرسيدس بنز ونيسان ورينو وتويوتا وفولكس فاجن.
عادةً ما تحتوي منصة نظام التشغيل على العديد من البرامج المضمنة المتعلقة بما يسمى بالبرامج الوسيطة اللازمة لتوفير مجموعة متنوعة من الوظائف. الوسيطة هي نوع من غراء البرامج. يوفر هذا البرنامج تطبيقات مختلفة مع إمكانية الوصول إلى الخدمات غير المتوفرة من نواة نظام التشغيل. تتراوح البرامج الوسيطة من الأدوات المساعدة إلى واجهات الأجهزة لمكونات السيارات. غالبًا ما يشار إلى واجهات المستخدم HMIs على أنها برامج وسيطة.
نظام التشغيل Hypervisor
برنامج Hypervisor عبارة عن منصة برمجية صغيرة لإدارة أنظمة التشغيل المتعددة وتطبيقاتها.
يمكن أيضًا تسمية هذا النظام الأساسي بمراقب الجهاز الظاهري (VMM). تم استخدام المحاكاة الافتراضية في صناعة الكمبيوتر منذ الستينيات وهي تقنية أساسية لمراكز البيانات. تكتسب Hypervisors أهمية في برامج السيارات لأنها تحل مجموعة من المشاكل ويمكن أن تكون حلاً فعالاً من حيث التكلفة.
هناك مثالان يوضحان فوائد برامج Hypervisor. المثال الأول: الشاشة الاحتياطية ، التي يجب تثبيتها على جميع المركبات المباعة في الولايات المتحدة ، هي أحد مكونات الأنظمة التي تتطلب متطلبات أمان متزايدة. المثال الثاني: قد يكون العرض في نظام المعلومات والترفيه وسيلة نسخ احتياطي مثالية لعرض المعلومات ، ولكن لا يمكن استخدام Linux في هذا المخطط لأنه لا يحتوي على شهادات الأمان اللازمة. قد يكون الحل عبارة عن برنامج Hypervisor يدمج Linux مع QNX أو Green Hills أو نظام تشغيل آخر مع شهادات أمان.
تعد مجموعة الأدوات وتكامل المعلومات والترفيه مثالاً آخر على الموقف الذي يكون فيه برنامج Hypervisor هو الحل. أيضًا ، يمكن استخدام أجهزة Hypervisor مع وحدات تحكم إلكترونية محددة.
أنظمة الاتصالات
تحتوي أنظمة Telematics على منصات برمجية مدمجة تتفاعل مع خدمات SaaS التي تعمل مع البيانات عن بُعد. تستخدم أنظمة الاتصالات على متن الطائرة أنظمة التشغيل ، و QNX هي الشركة الرائدة في هذا القطاع من السوق (نظرًا لاستخدام QNX في OnStar). يقوم بائعو المستوى الأول الرائدون بدمج البرامج والأجهزة في أنظمة تكنولوجيا المعلومات. العديد من مزودي المستوى 1 لأنظمة المعلومات والترفيه هم أيضًا من كبار مزودي أنظمة الاتصالات عن بُعد.
تعود ملكية منصات برامج تكنولوجيا المعلومات SaaS إلى مزودي خدمة Telematics (TSPs) (مثل OnStar و SiriusXM و Verizon Telematics و WirelessCar). يتم استخدام OnStar فقط في المركبات من جنرال موتورز ، ولكن لدى الموردين الآخرين عدد من عملاء OEM. نظام WirelessCar مملوك حاليًا لشركة VW ، ومن المرجح أن يؤدي ضخ موارد إضافية إلى توسيع موقعها في السوق.
بدأ مقدمو خدمات الاتصالات عن بُعد في الاستفادة من الموارد المستندة إلى السحابة من Microsoft و AWS و Google حيث تقوم الشركات بنشر منصات SaaS لوظائف السيارة المتصلة بالشبكة.
أنظمة المعلومات والترفيه
تعد أنظمة المعلومات والترفيه عالية التقنية من أكثر أنظمة السيارات تطوراً في سلسلة الإنتاج. عادة ما يكون لديهم أنظمة عرض متطورة مدمجة مع أنظمة الصوت والملاحة ومجموعة متنوعة من التطبيقات المختلفة.
هناك أنظمة لها القدرة على الاتصال بأنظمة تكنولوجيا المعلومات ومجموعات الأدوات و HUDs. تتمتع أنظمة المعلومات والترفيه أيضًا بواجهة مستخدم واسعة للتحكم والتفاعل مع السائق أو الراكب. توفر العديد من أنظمة المعلومات والترفيه إمكانية الاتصال بمنصة برمجية لاستخدام الهواتف الذكية والتطبيقات المختلفة جنبًا إلى جنب مع المساعدين الشخصيين الافتراضيين (VPA) الموضح أدناه. تستفيد أنظمة المعلومات والترفيه أيضًا بشكل مكثف من تقنيات برمجيات الأمن السيبراني عبر الهواء ، والتي ستتم مناقشتها أيضًا في الأقسام التالية.
وبالتالي ، يمكن استخدام العديد من منصات البرامج المختلفة جنبًا إلى جنب مع نظام المعلومات والترفيه. النظام الأساسي للبرامج الرئيسية في هذا المخطط هو نظام التشغيل ، لأنه يتحكم بشكل غير مباشر في جميع البرامج المتعلقة بنظام المعلومات والترفيه. في هذه الأنظمة ، تشغل أنظمة التشغيل المختلفة من مجموعة Linux الحصة السوقية الرئيسية ، على وجه الخصوص ، أصبح Android أكثر أهمية. ومع ذلك ، فإن اختيار نظام التشغيل لنظام المعلومات والترفيه يختلف اختلافًا كبيرًا حسب الشركة المصنعة للمعدات الأصلية.
أيضًا ، تستخدم العديد من منصات المعلومات والترفيه أنظمة برمجيات الملاحة - في حوالي 25٪ (تعتمد الحصة على الدولة). يتم توفير منصات برامج الملاحة بشكل عام من قبل الشركات المتخصصة في الملاحة في صناعة السيارات وغيرها من الصناعات. يمكن لموردي المستوى 1 أيضًا توفير برامج الملاحة.
تستخدم معظم أنظمة المعلومات والترفيه الحديثة شاشات العرض ، ويتزايد متوسط حجم العرض كل عام. يتم الآن تضمين شاشات العرض في حوالي 60٪ من أنظمة المعلومات والترفيه. حتى أن بعض الأنظمة المتطورة تستخدم مسرعات الرسومات لتحسين أداء إخراج العرض.
تكامل الهواتف الذكية وتطبيقات الجوال
في الوقت الحاضر ، أصبح الهاتف الذكي جزءًا لا يتجزأ من حياة السائق. يرغب العديد من السائقين في استخدام تطبيقات من هواتفهم الذكية في أنظمة المعلومات والترفيه الخاصة بهم لتقليل الإلهاء عن الجهاز. طور العديد من مصنعي المعدات الأصلية منصات لدمج تطبيقات الهاتف المحمول في أنظمة المعلومات والترفيه. ومع ذلك ، فإن شعبية Apple CarPlay و Android Auto قد طغت على الجميع. تدعم العديد من أنظمة المعلومات والترفيه كلاً من CarPlay و Android Auto لتتمكن من التفاعل مع معظم الهواتف الذكية الحديثة. يتم استخدام Baidu CarLife بشكل أساسي في الصين ، وهناك يتمتع النظام بمكانة قوية جدًا حيث أن Android Auto غير متوفر في الصين.
يعود سبب شعبية CarPlay و Android Auto إلى عاملين رئيسيين: واجهة مستخدم مألوفة وعدد كبير من التطبيقات الخاصة بالسيارات لكلا النظامين الأساسيين. ومع ذلك ، لا تعمل تطبيقات iOS و Android مثل تطبيقات CarPlay أو Android وحدها. يجب تعديل هذه التطبيقات للعمل مع نظام أساسي معين. الأكثر شيوعًا هي التطبيقات التي تحتوي على خرائط ومواقف للسيارات وبيانات حركة المرور والموسيقى والبودكاست والكتب الصوتية والأخبار والرسائل والتقويم.
يعمل أكثر من 500 طراز سيارة من 65 مصنع سيارات مختلفًا مع CarPlay. يعمل Android Auto في نفس العدد تقريبًا من السيارات من 60 شركة تصنيع سيارات.
مساعدين شخصيين افتراضيين
أثبت المساعدون الصوتيون ، أو المساعدون الشخصيون الافتراضيون (VPAs) ، أنهم جيدون في صناعة السيارات. يستخدم العديد من السائقين المساعدين الصوتيين في هواتفهم الذكية أو أجهزتهم المنزلية. حاول المصنّعون الأصليون إنشاء مساعدين خاصين بهم ، لكن تولت منصّات عالية التقنية مع مساعدين صوتيين المسؤولية. المطورين الرائدين للمساعدين الصوتيين هم نفس الشركات التي تقود سوق المنزل الذكي والهواتف الذكية: أمازون وأليكسا ، وجوجل ومساعدهم ، وآبل وسيري. ساهمت التطورات في تقنيات الذكاء الاصطناعي والتعرف على الصوت في تشكيل الطلب على المساعدين الصوتيين لأنها تساعد السائقين على تقليل تشتيت انتباههم.
هناك طريقتان لاستخدام المساعدين الصوتيين في السيارة: من خلال دمج تطبيق الهاتف المحمول في CarPlay أو Android Auto ، أو من خلال منصة برمجية منفصلة مع مساعد داخل نظام المعلومات والترفيه في السيارة. الرائد في المساعدين المدمجين هو Alexa ، حيث يحتل مساعد Android المرتبة الثانية. تُستخدم Apple's Siri بشكل أساسي في CarPlay لأن Apple هي الشركة الرائدة في السوق في تكامل الهواتف الذكية. يتم استخدام Alexa و Google Assistant أيضًا لدمج تطبيقات الأجهزة المحمولة.
اشترك في القنوات:
TeslaHackers - مجتمع من قراصنة تسلا الروس ، تدريب على التأجير والانجراف على
TeslaAutomotiveRu - أخبار صناعة السيارات والأجهزة وعلم نفس القيادة
حول ITELMA
اقرأ المزيد من المقالات المفيدة: