随着座舱信息娱乐系统更多的接入丰富的互联网生态内容及服务,座舱系统的用户体验指标,开始更加强调显示屏更大、交互友好、界面显示品质更高等。更关键的是,这样的配置不再只是豪华高端品牌的专属,而是已经逐步下探到规模化经济型车市场。
同时,得益于更强大的嵌入式处理器,配备显示屏的设备提供流畅炫酷的用户体验也已成为常态。
以特斯拉为例,自去年MCU3开始上车后(搭载AMD锐龙处理器),有车主反馈,这个新平台运行各种应用更加流畅,类似Netflix和YouTube等流媒体应用程序的性能也更好,几乎与市场上的高端智能手机类似。
可以说,这将是汽车制造商满足车主对智能化的刚需之一。相应地,而国内外的车企也开始纷纷寻找全面规范且价格合理的方式来开发先进的车内体验。
今年6月,全球领先的软件技术供应商Qt公司宣布与著名汽车零部件供应商博世(Bosch)合作,后者将Qt作为部署统一的跨平台HMI设计的开发框架,为车企创建方案就绪的数字座舱提供工具。针对那些寻求开发运行HMI并在AUTOSAR等架构上运行的车企,该解决方案实现了交钥匙式交付。
于车企而言,这也将是迈向完整数字座舱构建的重要一步。
据Qt官方消息,此次合作可免除客户购买额外硬件的需求,因为供暖、通风和空调(HVAC)、电动后视镜等所有功能都可以在系统级芯片(SoC)上启用。由于集成了HMI和AUTOSAR,在数字座舱内使用安全关键和非安全关键HMI时,MPU和MCU的丰富用户界面将为终端用户提供无与伦比的视觉效果。
Qt for MCUs,开启新时代
目前,在人机界面开发方面,汽车制造商主要采取两种模式进行开发。其一是采用传统的一级硬件和软件解决方案,系统更新较慢,每次更新迭代的测试复杂度高。第二种就是采取全栈自研,拥有自己的HMI开发平台和框架。比如,HMI设计开发工具提供商Qt,传统的客户是类似LG电子、博世这样的Tier 1,而过去几年越来越多的主机厂成为了直接合作伙伴。此外,新的趋势也越来越明确,比如允许跨平台的人机界面开发,在共享中间件的前提下最大化重用单一代码库,新中间件平台的快速移植以及跨不同显示介质的快速开发能力。Qt相关负责人表示,过去,主机厂没有自己的平台,因此每个车型都由对应的一级供应商实施各自软件。这种分割不仅带来了高昂的维护成本,也为快速更新和功能创新带来了很大困难。因此,主机厂现在更倾向于自行掌控软件,开发和拥有自己的软件平台并作为资产。通过这种改变,主机厂可以获得更多改变和创新软件的权力,同时带来各种好处,如基于用户数据更快和持续的功能更新,统一不同车型的品牌标识,以及通过代码复用、降低维护成本。
随着主机厂将其平台的资产化,支持建立平台的开发工具和框架变得至关重要。这个解决方案需要全面跨平台,因为平台必须灵活,能很好地集成到系统层,支持无缝的开发过程,改善主机厂的工作流程;同时,由于丰富的软件正向低端车辆延伸,解决方案也需具备从高端到低端设备的扩展性。可以说,Qt是一个出色的跨平台框架,其全面的产品能满足主机厂的这些需求,顺应软件定义汽车的市场趋势。随着Qt for MCUs的推出,Qt现在可以开发和部署到任何车规级微处理器单元(MPU)和微控制器单元(MCU)。该解决方案可用于任何操作系统或软件平台环境,包括INTEGRITY、QNX、Android、Linux、AUTOSAR CLASSIC、FreeRTOS、Bare Metal等。通过Qt for MCUs,Qt的可扩展性使软件在高中低端车辆中具有更高的重用性,不仅可以降低开发和维护成本,而且还可实现在同一系列/品牌的车型中保持一致的UI/UX,统一/深化品牌形象。2022年7月13日 ,Qt公司与中国车规芯片企业芯驰科技共同宣布,Qt完成对芯驰智能座舱芯片X9系列和车规MCU E3系列的适配,为客户提供能在复杂HMI项目上实现无缝、同步协作的设计、开发、测试和部署工具,加快车载HMI的创新速度。Qt与芯驰科技于2020年开始在车载仪表方案领域进行合作,并共同完成了基于芯驰科技智能座舱芯片X9H的Linux+Qt仪表demo的开发,涉及多个主题、2D/3D混合渲染、2.5D效果实现、多引擎同时渲染、跨平台代码复用等,可以满足不同用户基于不同应用场景和产品线的多样渲染需求。2022年4月芯驰科技发布高性能高可靠车规MCU E3控之芯, 6月Qt公司发布了Qt for MCUs 2.2 LTS(长期支持版),双方随即合作完成了软硬件的适配。Qt for MCUs为芯驰高可靠Cortex-R5内核提供轻量级的图形框架和工具包,包含在微控制器上设计、开发和部署图形用户界面所需的一切。同时,Qt for MCUs支持硬件分层功能,通过多个帧缓冲区来提高渲染的性能,带来极致UI体验的同时,又极大程度减少内存的占用。芯驰科技董事长张强表示:“正是因为有Qt这样优秀的合作伙伴的支持,芯驰得以更好地服务国内外的客户。”车企可以最大限度提升图形计算效率和安全性,同时降低物料清单(BOM)成本。使用Qt时,开发需求也可扩大、缩小,用Qt开发的软件是可重复使用、可扩展的源代码。在提高生产力的同时,缩短了产品上市时间。“针对不断进阶的汽车新架构,Qt 已经做好了充分的准备,可支持多个 SoC和多个操作系统环境。同时公司进行了大量投资,以确保汽车级的环境得到良好的支持。客户再也无需为适应和扩展新的操作系统、芯片组而担心。不仅如此,Qt也支持国内外各种中低端MCU的硬件,并已经有实际的量产验证。”Qt 中国区总经理许晟表示。此外,Qt公司汽车与设计产品负责人罗淼表示:"混合使用MPU和MCU的能力意味着车企将能充分发挥硬件计算能力、节约成本并提高效益。我们正在为数字座舱开发一个极具竞争力、可定制的HMI平台,并已看到车企在商业生产中的应用。"HMI所涉及到的操作系统多种多样,Qt的多功能性和跨平台性可以将任何设计和开发工作流变得非常简单。只要做好一个页面,将页面中不同的内容部署到不同的操作系统中就可以了。Qt for MCUs 采用QML语言作为界面的开发语言。不同于语法复杂的 C++,QML属于描述性、解析型的语言,可以直接通过标签进行界面描述。同时,其采用MVC的设计模式,实现了界面与逻辑分离的低耦合性。开发者在使用时无需关注后端的逻辑,只需借助其中提供的Qt Design Studio,Qt Creator,Qt Linguist、各种类库、工具、帮助文档及各类技术支持等,便可轻松搭建非常复杂的界面,整体的开发难度大幅降低。不仅如此,QML封装了丰富的动画框架,可以为用户带来更加酷炫的交互体验。更关键的是,即使在传统嵌入式的系统中,Qt的工具链也可助力品牌开发出优质的UI界面。延锋伟世通HMI专家阚俊表示,“我们通过调研发现,越来越多的OEM 或车企更愿意使用单芯片平台来实现全液晶仪表盘的功能,以实现低成本的人机交互界面。在评估了市面上多个主流的GUI框架后,公司最终选定Qt for MCUs来开发HMI平台。因为该工具支持跨平台方案,在开发过程中无需考虑平台迁移的问题,极大节约了开发成本。”目前,全球已有超过150万开发者正在各家企业使用Qt。Qt将下一代用户体验作为产品开发的核心,始终致力于简化设计师/开发者间的工作流程和反馈周期,以提升交付成功率。