改良人機介面/聯網技術 車用資訊娛樂系統再進化
近年來在汽車細分市場中，車用資訊娛樂系統產品發展最快。資訊娛樂系統的範疇也呈現擴大趨勢，過去資訊娛樂系統主要是為駕駛員提供無線電廣播、衛星導航、交通路況、音樂，以及免提電話(HFT)等資訊服務、娛樂及通訊功能；現在，資訊娛樂系統變成功能複雜的數位內容中樞，整合各種資訊來源，連接行動網路和智慧型手機。
對於汽車資訊娛樂系統，聯網肯定是大勢所趨，車聯網(Internet of Vehicles)將圍繞三條主線展開：消費性電子、網際網路、汽車和公路基礎設施通訊。
為提高資訊娛樂用戶的使用者體驗，很多技術都經過大幅改良，例如AM/FM類比收音機整合數位訊號處理功能，數位廣播標準DAB+、HDRadio、SiriusXM，衛星數位電音訊無線服務(SDARS)兼具清晰音質和資料服務，多重全球導航衛星系統，提高汽車在高樓林立環境中的定位精準度；透過行動寬頻網路查找目的地；手機與資訊娛樂系統互連，透過車用資訊娛樂系統播放手機中的數位媒體內容；改善的語音辨識技術使人機互動更自然、安全；大螢幕彩色顯示器方便駕駛查看資訊；抬頭顯示器(HUD)可避免駕駛分散注意力。這些範例代表資訊娛樂技術未來發展趨勢。
系統架構和工程學挑戰
因為上述功能變化迅速，而且種類繁多，原始設備製造商(OEM)不得不重新設計資訊娛樂系統。在傳統資訊娛樂系統中，主機是承載並控制這些功能的中心設備，但隨著電子元件數量日益增加，硬體工程師面臨空間限制、印刷電路板(PCB)複雜性、散熱問題和機械連接等挑戰。
這些物理限制和工程學挑戰，是資訊娛樂系統一級供應商必須解決的難題。市場期待一級供應商掌握諸多技術，順從消費性電子市場的需求變化，同時受到Google、Apple等消費性電子巨擘影響。行動裝置市場變化快速，從技術角度看，開發驗證能連接行動裝置的全球通用資訊娛樂系統十分複雜，這意味著一線供應商需在硬體、知識、測試和軟體方面投入巨額投資，而投資回報和收益不再有吸引力，不能成為一級供應商設立內部設計部門的理由，一級供應商須開發生態系統(Ecosystem)。
這些限制條件迫使車廠先為高階系統設計分散式架構，將系統功能設計成不同的互聯節點。在主機和車用資訊服務控制器分離後，為滿足市場對「通用」收音機的需求，市場上出現各種形狀的隔離型調諧器(Tuner)，例如調諧卡、天線控制器、智慧天線(Smart Antenna)，只有少數一級或二級廠商有系統開發驗證的能力。
人機介面技術變化莫測
使用者介面是導致分散式架構的原因，使用者介面的功能是為使用者適時顯示相關資訊，滿足使用者的視覺，防止駕駛員分散注意力。顯然，終端用戶特別是年輕一代，更期待在車上體驗數位生活方式。「我不想讓車子中斷數位生活」是年輕消費者的普遍觀點，說明人機介面(HMI)和繪圖使用者介面須順從消費性電子市場的需求變化。此發展趨勢讓車廠感到壓力，他們不想把人機介面的控制權，輕易地讓給掌握反射鏡或投影智慧型手機車用技術的消費性電子廠商，例如Google和Apple。
資訊娛樂系統的人機介面可使車廠保持品牌差異化，在所有車型上為消費者提供獨一無二的人機介面外觀，這種訴求導致原始設備廠商接管人機介面的開發權。
結果，資訊娛樂系統從一級供應商控制的黑色封閉式主機殼，變成對車廠開放的系統。在高性能繪圖處理器(GPU)和系統單晶片(SoC)廠商直接支援下，包含協力廠商的原始設備商生態系統，可說明車廠在資訊娛樂系統內實現自己的人機介面。使用者對繪圖使用者介面體驗要求越高，原始設備廠商與半導體廠商的合作關係越密切。
因為車子廠商已提前選好軟硬體，資訊娛樂系統一級供應商的角色，從系統開發商轉變為系統整合商，高階系統更是如此。
人機介面技術充滿挑戰，未來發展難以預測，這對全體資訊娛樂產業的格局和原始設備廠商、一級供應商、軟體廠商以及半導體廠商的成本結構影響巨大。事實上，巨大的研發成本將許多汽車半導體廠商置於門外，只有少數廠商能進入市場。半導體業界認為可能結果是，按照汽車工業標準最佳化最初為消費性電子設計的人機介面系統單晶片(SoC)，並以模組的形式提供給資訊娛樂系統一級供應商。
入門級資訊娛樂系統重生
為讓消費者獲得經濟實惠的資訊娛樂系統，汽車廠商推出現新一代資訊娛樂系統，能連接使用者行動裝置的汽車收音機和顯示器音響。舉例來說，MirrorLink、Apple CarPlay或Android投影模式(Projected Mode)等技術，可將智慧型手機變成汽車應用平台，在車用資訊娛樂系統彩色螢幕上顯示，並投射手機應用軟體的使用者介面，應用軟體安裝並在手機上執行。
雖然此設計可降低對系統單晶片的繪圖處理性能要求，但投射技術要求車用處理器能處理壓縮資料傳輸，具有視訊解碼功能和高速通訊介面，例如USB、無線區域網路(Wi-Fi)等，皆須開發新一代成本最佳化的系統單晶片應用處理器。
為滿足消費者對入門級資訊娛樂成本的需求，汽車廠商推出車用無顯示器收音機，深度簡化人機介面。這種車用收音機人機介面精簡到只剩幾個按鍵，透過方向盤上的收控制按鍵操作收音機。繪圖使用者介面應用軟體在行動產品，透過藍牙(Bluetooth)或USB技術控制收音機、媒體播放機、免持電話等功能。
汽車廠商提供資訊娛樂系統使用者介面應用，並掌握資訊娛樂系統使用者介面的所有權。
車聯網須注重安全性
車聯網須注重安全性
除上文討論的應用外，車聯網還涉及車用資訊服務系統，涵蓋智慧交通系統(ITS)服務、緊急救援服務、道路收費系統、發動機轉速表、車險控制器。
這些應用與傳統資訊娛樂系統周邊設備共用多項技術和功能，例如全球衛星導航、與後端伺服器相連的行動網路、藍牙、無線區域網路、USB介面、接收資料服務的數位收音機、車聯網存取(Access)等。
因為涉及經濟模式和法律問題，這些應用對資料安全、隱私保護、互通性和標準提出更高要求。在解決人類社會面臨的環境、經濟和人口挑戰中，這些服務和功能將發揮越趨重要的作用。在主要城市和超大城市，人們對更高效率和更可靠、更安全、以使用者為本的服務需求激升。
V2X實現智慧運輸願景
車聯網是實現智慧交通解決方案的關鍵技術之一，基於無線區域網路802.11p技術的車輛間和汽車與基礎設施通訊(V2X)，將更豐富車聯網的功能。車輛間和汽車與基礎設施通訊技術，可實現安全的車用自組織網路和高成本效益的高效廣播資訊交換系統；並提高車速和交通流動性、實現節能駕駛、替代路線規畫、根據天氣條件導航，以及緊急煞車燈和正向碰撞報警、路口駕駛輔助、盲點檢測、車道偏離報警等。
車輛間和汽車與基礎設施通訊技術在安全領域的應用表明，車用資訊娛樂系統和車用資訊服務的範圍將擴至先進駕駛輔助系統(ADAS)，拉動市場對汽車防盜和功能性安全的需求，執行汽車安全完整性等級標準(ASIL)和道路車輛功能安全標準(ISO 26262)的安全風險劃分。
(本文作者為意法半導體大中華與南亞區汽車產品事業部市場應用總監)
