車載資訊系統的網路應用趨勢
- DIGITIMES企劃
-
前言：汽車產品與十年前的應用大不相同，在車載裝置部分朝更接近用戶的貼心設計為主，而不僅只滿足基本應用需求，大量的娛樂裝置和設計不斷整合入車室設計中，也造就售後市場(Aftermarket)改裝應用蓬勃發展，而車載系統的網路應用趨勢，則會影響其設計產品的未來發展動向...
本文：
在Aftermarket市場普遍存在幾個關鍵問題阻礙相關設備的發展潛能，或是讓欲改裝的車主裹足不前，例如，在車載資訊系統未有標準化設計，在升級應用時就相對造成安裝相容的限制，而車載資訊中樞的作業系統，也有WinTel或是Linux甚至特殊規格架構的組成方式，對於車載資訊系統未來的擴充與應用也會形成限制，除平台的問題外，車用網路的架構與設計，也是影響其發展的重要關鍵。
車載資訊系統的設計要求
車載資訊系統必須具備車用電裝品在溝通與連結功能，甚至取得其控制權，如此就必須針對標準連結傳輸介面(CAN-BUS)網路具備連結支援功能。CAN網路其實在1993年就開始應用迄今，在車載應用相當廣泛，也多應用於自動控制、大樓自動化應用方面，其高穩定、低成本讓此技術應用發展呈穩健成長。
而車載裝置網路化的目的在於，汽車的電子配備越來越多，每個系統都會有各自的線路與控制器，例如ECU、數位儀表板、啟動器、電池系統...等，相關的線路均採銅導線依其目的功能進行功能介接，在沒有整合的前提下，車載系統將會造成車輛的承載重量無限制的增加，造成系統架構的困擾，線路的安全性也會因為設計複雜而呈現難以管理的潛在危險。
CAN網路架構車用電子基礎應用
載重量與安全性方面，車用網路的整合就成為CAN合適的角色定位，CAN的目的再將以往各自獨立的線路系統，將獨立式的配線，改換成單一匯流排的系統把車載各式系統整合、連接，資訊與控制線路可以達到多系統共用的目的，大幅減少配線、束線與相關線路造成的額外承載重量，最直接的效益就是線路變得更加簡化，整體的控制網絡也具備更高的可靠性。
而車載網路的資訊內容，通常採串列傳輸方式將資訊包裹起來進行傳輸，串列資訊包含檔頭、資料封包的目的位址、資料本身所組成，長度從3~12Byte不等，也會搭配CRC偵誤或偵錯改善機制強化傳輸內容的正確性與完整性。而CAN也可以透過車載ECU的程式設計，在行車前即先自行完成網絡的全套自我檢測功能，藉此達到確認車載系統各部分功能均能穩定維運。
由此觀察，CAN-BUS的存在價值至少在車用市場是具備無法撼動的地位，而透過單一CAN網絡就能取得汽車整體現況的掌控，而車輛本身也是透過CAN網路取得各部分感測器、裝置、控制器的電子資料採集管道，若車載系統能與CAN緊密結合或是擷取重要資訊，甚至參與加值應用，此時車載資訊系統的應用價值，就不再僅有雞肋般的上網或是影音娛樂功能，而是可以整合出更進階的數位控制應用。
媒體導向系統傳輸MOST
媒體導向系統傳輸的簡稱為MOST(Media Oriented Systems Transport)，這是一種針對車內網路應用的介面標準，其設計的主要目的是為了讓汽車或其他交通工具內的多媒體應用裝置可以達到互連產生應用綜效的目的設計。 MOST是由MOST Cooperation公司所研究創制，由 Ford Motor Company 、 BMW 、 Daimler AG 、 General Motors Corporation 多家汽車製造業者支持為產業標準，車用電子供應業者 Infineon Technologies、Delco、Denso、Sony、Motorola...等公司也表態支援。
由於定位不同，MOST與原有的CAN-BUS(vehicle bus)技術建構概念完全不同，基本上是運用在頻寬限制相對較小的光纖傳輸載體，以進行大量且高速的資料傳輸，傳輸效能與以往控制目的為主的CAN介面相比，超越許多。觀察MOST的資料傳輸通訊標準與規範，MOST共有60組通道、15組MPEG-1通道，相關應用方式仍可由設備開發者自行定義配置。
高傳輸效能因應多元多媒體資料來源
其規格制訂是遵循ISO/OSI的網路7層參考模型建置。MOST網路的組成方式多採行環狀(Ring)連接拓樸進行整合，但也可以因應使用需求採星狀(Star)或雙環(Double Ring)狀連接拓樸架構，規格上最多可以連接達64組裝置或網路節點，其上限對於車用環境來說，已經綽綽有餘，而且MOST規範也整合了時下電腦網路必備的隨插即用需求，亦允許使用者隨時增加或減少連接節點數量，使用彈性較CAN-BUS多更多，其實一部分也是呼應其應用目的不同的對應設計。
在規格上，於MOST 64個節點之中，必須有個時序主控(Timing Master)節點，專責持續傳送資料訊框至網絡中，而時序主控在整體MOST網絡中即擔任資料閘門角色，此外其他節點則為時序受控者(Timing Slave)，當時序受控者處在閒置、休眠...等未使用狀態時，仍會持續接收來自時序主控者發送出來的preamble、packet header。
車載系統標準化
在消費性電子產品的發展上，其實有沒有一個標準化的架構，就會影響其市場發展的速度，而車載資訊系統亦同，尤其是車載資訊系統若是採封閉式的架構建構，在未來擴充性、延伸應用方面，勢必處處受限，也會阻礙車載資訊系統的未來發展潛能。
目前車載資訊系統主要有功能性與娛樂性兩大發展路徑，在功能性方面，車載系統採取如車用電腦的方向發展，例如整合服務性質的應用內容，像是衛星導航、車用無線上網平台等，而娛樂性的應用主要還是擺在車用影音娛樂系統的加值與強化，甚至整合如遊戲娛樂應用。
汽車產品生命週期更長 需考量更多系統延伸價值
對於汽車產品來說，其產品生命週期至少都要三、五年以上，相較電腦資訊商品的生命週期可能幾十週或是一年來說，生命週期採年為單位進行評估的汽車展品，在選擇車載資訊系統的平台技術，就必須考量更多未來的延伸設計，避免汽車裝載了對應裝置後，反而無法擴充未來應用，或是因為規格的限制，造成擴充應用的價值無法有效發揮，這尤其在車載娛樂系統IVI(In-Vehicle Infotainment)架構的選擇上，則需考量的細節會多更多。
汽車用的網路系統，在未考量車載資訊系統應用前的發展，其實是相對封閉且穩定的緩步進展，傳輸目的多以滿足汽車維運的基本要求為主，傳輸介面設計較重視耐候性、安全性與穩定性，對於傳輸效能的要求並未著墨太多，但這些介面發展面對高資料傳輸量的影音或資訊應用，肯定無法滿足需求，亦也可能造成系統運行瓶頸。
