车载信息娱乐系统软件优化与改进

朱芙蓉，刘敏，秦文贞

车载信息娱乐系统软件优化与改进

朱芙蓉1，刘敏1，秦文贞2

（1.江西五十铃汽车有限公司，江西 南昌 330104；2.南昌航空大学，江西 南昌 330063）

随着智能网联汽车的发展和自身品牌发展的需求，智能座舱的科技感和体验感已成为客户体验重点项目。智能多媒体系统是智能座舱交互中重点零部件，与车联网、智能驾驶、车辆设置等均有复杂、频繁的功能交互。文章重点讨论了智能多媒体系统中针对各类场景的内存资源占比、CPU使用率、网络及交互等方面所做的深度定制及优化等方面。

软件策略；运行内存；CPU算力资源

引言

电动化、智能化、网联化、共享化成为汽车行业未来发展趋势，已经成为行业共识。这些趋势将给人的生活与出行带来极大的变革，也会引起汽车座舱形态、座舱功能、交互方式的变化，因而汽车智能座舱的设计成为未来汽车发展和创新的关键因素[1-2]。车载信息娱乐系统作为智能座舱关键组成部分，承担着与用户的直接交互，深刻影响着用户的直观体验感受[3]。目前智能多媒体系统的操作系统复杂、应用偏多，对软件系统稳定性、可靠性等要求很高、不允许系统出现卡滞、黑屏、重启，以及功能异常等问题[4-5]。

本文通过对系统中比较具有代表性的应用场景的工作流程和优化策略进行分析，通过软件策略的优化和软件的冗余设计来提升系统的流畅性和稳定性，提升用户体验。

1 软件优化总体设计思路

参考以往设计的一款车载信息娱乐产品的功能架构图（图1），各控制器信号流程图（图2），系统操作系统为主流Android O，主平台芯片为IMX6Q，主要包含的功能模块有车联网功能、智能语音、在线导航、自动泊车、360全景影像、W-HUD、仪表互动、DVR视频显示存储及回放，以及车身设置（包含空调交互及ADAS设置等）。

图1 功能构架图

图2 CAN通讯流程图

2 系统优化策略实施方案

2.1 CPU和内存资源优化设计

因Android系统支持多应用运行，通过分析各个复杂场景下的CPU、内存资源的使用情况（见表1），发现多组合场景下系统的CPU、内存资源占比峰值偏高，可达90%，此时当有新功能应用被激活时，系统往往响应迟滞，给用户带来系统卡顿的不良体验。主要有以下应用场景：（1）前台在线语音+在线导航+后台高清视频播放；（2）后台在线语音+在线导航+前台用户手册快速翻页，以及开机过程中，应用集中在开机过程中加载启动而引起的开机时间过长。针对Andr- oid特性本系统深度优化底层操作系统进程调度机制，对CPU资源和内存等硬件资源的调度机制主要通过以下措施实现：资源消耗占比高的应用场景优化；开机策略优化；对异常的规避策略优化；调整memory kill阈值，优化kill策略；优化大应用；优化资源调度分配算法。通过这些优化策略，可以极限地优化提升系统运行流畅度，提升硬件资源利用率。

表1 CPU和内存资源的使用情况

场景模式内存使用量/MB算力消耗K/DMIPS 本地视频播放1080P1 3414.16 音乐播放1 2754.16 导航1 3534.8 导航时播放FM1 7208.64 导航时播放音乐1 7599.28 导航时拨打蓝牙电话1 7798.64 导航+BT+语音+1080P视频播放+SEEK1 95416.32 FM1 2924.16 音乐播放1 3745.76 视频播放1 4276.08 导航+视频播放（单屏显示多媒体视频画面）1 75510.88 语音控制1 9747.08 导航+收音机+语音控制1 90414.08 AR导航+视频播放+语音控制+蓝牙来电2 16519.84 数字液晶仪表7804.16 转场动画981.8 双屏互动501.4 AVM1271.06 DMS755.05 DMS+数字液晶仪表1 2059.21 AVM+DMS+数字液晶仪表1 3886.27 Hypervisor2 0482 娱乐APP联网1 3686.01 FOTA升级1 8589.77

2.2 异常处理机制优化

以往的设计缺乏检测和仪表通信的状态，导致导航投屏出现黑色投屏、提示互联失败、概率性不触发投屏智能导航、投MP5的全屏、蓝牙通话投屏时间不正确，概率性语言设置不同步、投屏导航成功却仅显示仪表背景、手动操作快速进入退出导航投屏互联失败、智能投屏不投屏、投全显画面等异常。

本系统针对系统运行中的以上异常导致的稳定性问题也进行了优化，完善异常处理机制，保证功能及性能的稳定，例如增加设计仪表投屏的智能模式、为保证仪表互联的稳定性强，增加仪表、智能多媒体系统、应用的状态检测机制，主要通过以下图3。对仪表检查投屏准备状态也进行了优化，主要采用的策略有：检测投屏层级；检测投屏相关类的初始化状态；检测LVDS状态；检测MCU通信状态；检测地图导航准备状态；检测车机仪表投屏应用准备状态，这种方式在流程上做到对投屏及投屏准备状态的监测，以便及时对异常进行处理。

图3 MP5与仪表投屏流程优化

2.3 网联的稳定性优化设计

车联网已成为主要功能，但车载终端与平台连接稳定性、车载终端与车载信息娱乐系统连接稳定性，均在某些情况下存在断网、掉线的可能，稳定性存在问题，为保证网联的稳定性，设计了掉网续连优化机制，解决了掉网续联问题，优化流程策略如图4所示。

图4 网络稳定优化设计流程图

在某些信号弱的地方，bcall通话的2G信号也存在掉网的问题，本系统完善bcall通话机制，通过改善掉网续连机制，保证bcall通话稳定性，优化流程策略如图5所示。

3 结论

本文针对解决多媒体系统的操作系统复杂、应用偏多，对软件系统稳定性、可靠性等要求都很高、不允许系统出现卡死、黑屏、重启等这些问题，主要分析了以下系统软件优化策略：

（1）通过对底层软件系统级的深度定制，在复杂运行场景下大大降低系统死机、卡死、异常的概率；

（2）通过改善掉网续连机制，保证智能多媒体系统和TBOX网络稳定；

（3）制定互联异常处理机制且具有稳定的智能投屏模式；

（4）通过改善掉网续连机制，保证bcall通话稳定性。

图5 bcall通话稳定性优化流程图

[1] 刘碧波,程长春.车载信息娱乐系统优化探究[J].汽车电器,2019 (12): 41-42.

[2] 李兵,赵磊,林方圆.车载信息娱乐系统软件开发流程研究与应用[J].汽车实用技术,2019 (20):121-123.

[3] 石攀,董天哥,刘畅.基于用户体验的车载信息娱乐系统研究[J].机械工程与自动化,2019(3):224-226.

[4] 徐慧军.基于i.MX6平台的车载信息娱乐系统的硬件设计与实现[D].上海:东华大学,2014:17-19.

[5] 李航.基于安卓平台的车载信息交互与控制系统研究[D].上海:上海交通大学,2013:45-58.

Research on the Optimization and Improvement Vehicle Infotainment System Software

ZHU Furong1, LIU Min1, QIN Wenzhen2

( 1.Jiangxi ISUZU Motors Co., Ltd., Jiangxi Nachang 330104;2.Nanchang Hangkong University, Jiangxi Nachang 330063 )

With the development of intelligent connected vehicles and the needs of its own brand development, the sense of technology and experience of intelligent cockpit has become a key project of customer experience. Intelligent multimedia system has become a key component in intelligent cockpit interaction, which has complex and frequent functional interac- tions with the Internet of vehicles, intelligent driving, vehicle Settings, etc.The paper discusses the deep customization and optimization of memory resource ratio, CPU usage, network and interaction of various scenarios in intelligent multimedia system.

Software strategy; Running memory; CPU computing power resources

U495

A

1671-7988(2021)23-23-03

U495

A

1671-7988(2021)23-23-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.023.007

朱芙蓉（1988.02—），男，学士，中级嵌入式系统设计师，就职于江西五十铃汽车有限公司，目前主要从事车载智能座舱的研发设计工作。