大家好，我是极客范的本期栏目编辑小友，现在为大家讲解基于Android系统的车载娱乐系统构架问题。
序
汽车电子行业有很大的市场潜力，因为车主希望手机上使用的一些应用程序直接在他们的私家车上运行。但与此同时，它也面临着许多挑战。车载电子厂商需要满足不同汽车车型的要求，甚至同一个品牌的不同车型往往需要不同的定制。现在的车主都想像用智能手机一样随意安装或删除应用。将手机上使用的软件移植到车载电子系统，开发者必须面对严峻的挑战，即第三方应用必须在隔离的环境中运行，以防止对其他车载功能模块的干扰，以及车主信息可能被泄露的威胁。同时，第三方应用软件必须与其他车载系统有效结合，才能给用户带来更完美的用户体验。最后，第三方软件开发人员必须根据车载系统的共同特点，开发一个通用平台，方便不同汽车厂商移植，可以让同一应用无缝应用在不同品牌的汽车上。
本文是Google Android系统应用的创新性扩展，可以隔离第三方应用，让可信的第三方应用可以访问汽车功能软件层，从而加强汽车安全的防范。
1背景知识
直觉上，人们觉得车内的消费电子只提供类似智能手机、PDA、MP3的功能，但因为不可避免地会接触到车内的其他功能模块，所以车内娱乐电子比其他消费电子更复杂。一般情况下，汽车上的大部分应用软件在生产汽车的时候就已经被厂家固化了，它们会随着汽车的报废而报废，所以它的生命周期一般是手机或者MP3的5 ~ 10倍。这就需要车载电子设计公司支持其应用在出厂后的长期升级。然而，由于电子产品的快速升级，仅软件升级就大大增加了成本。
GENIVI联盟去年与部分汽车巨头、芯片设计巨头、软件开发公司召开了会议，主要讨论了如何建立汽车电子产品的标准开放开发平台。GENIVI提出开发可扩展的架构，可能应用于下一代汽车电子，需要在以下几个方面做出努力：
通过从开源社区和专业软件开发联盟获取无缝的软件补丁和插件，可以增加更多的内容和功能，时刻考虑系统的安全性和可靠性。
增加车主和乘客的个人享受，尽量让他们更具性价比，努力降低设备成本。
GENIVI的软件架构以英特尔的Moblin平台为框架，通过添加或删除组件来满足特定的汽车需求和用途。对用户自定义安装应用的支持正在讨论中，与此同时，许多替代平台也在谈判中，谷歌的安卓系统就是其中之一。
需要强调的是，GENIVI和Moblin支持的汽车电子硬件设备(CAN总线上的网络专用设备)，目前还没有在安卓上实现。但是，Android强烈支持开源，允许用户安装和卸载终端程序。目前，Moblin尚未许可这些功能。
2谷歌安卓
2007年底，在谷歌主办的开放手机联盟大会上，一个完全自由开放的手机平台诞生了，它的目标是扩展到更广泛的硬件设备。谷歌安卓的基本特点是开放性，免费的SDK源代码开发者可以轻松下载。谷歌的吸引力和安卓的开源迅速推动了开发者社区的形成。
安卓是一个主要为移动设备提供的开发平台，包括系统内核、中间层和底层驱动，以及一些绑定的应用。整个项目由Apache license版授权，因此移动运营商、软件公司以及任何开发者都可以添加或删除功能。根据2.0示例协议，即使应用程序不是内容提供商，也可以共享它们。这个平台允许一些二级开发人员根据自己的需求添加新的功能或应用程序，因此很容易开发丰富的端到端应用程序。
结构概述。
安卓系统架构由五部分组成：Linux内核、库函数、安卓运行状态、应用框架和应用程序。
线性架构的底层是Linux内核，基本上是Linux 2 . 6 . 27版本。通过负责管理系统服务程序和驱动模块、内存管理和任务调度的Linux内核为Android更新补丁。根文件系统使用rootfs，而数据和文件使用YAFFS，这是一个专门为NAND和NOR存储器设计和驱动的文件系统。
应用框架和安卓运行时主要通过C/C库，包括标准C库、多媒体库、图形界面库、浏览器、字体库和数据库。
Android运行状态包括核心库和Java Dalvik虚拟机。Dalvik是一个虚拟机，允许多个进程在有限的内存上运行，每个程序在一个独立的Linux进程中运行。
应用程序框架由许多类、接口和包组成。其目的是提供一种简单而连续的方式来管理图形用户界面、访问资源内存、接收通知或处理来电。它的主要组成部分是可视化系统、acTIvity类管理、共享管理、资源管理、通知管理和电话管理。
2.2安全
Android内部进程通信和安全主要是指在安装第三方应用时尽可能保证系统的稳定性。底层许可机制由Linux内核和文件系统提供，基本可以满足其他基于Linux内核的系统。安卓设备是针对单个用户的，所以有很多。
用户服务的设备靠分配唯一的标识才能应用。此外，Android是静态的安全许可系统，它在程序安装时被强制使用。
2．3 进程间的通信
Android有两种进程间通信的模型：intent和code绑定。intent类框架提供上层的进程间通信，这是最好的方式，可以动态地利用SDK包进行开发，并与上层应用程式绑定。intent类包含了几个用来描述调用者真正意图的域，调用者发送intent给Android的intent解析器，And-roid系统将通过intent过滤器从所有的应用程序中选择最适合处理该intent的acTIvity类。intent域包含了期望的处理方式、类以及数据字符、数据的MIME类型。
intent能够被用来触发acTIviTIes，发送数据给广播并启动相应的服务。安全性方面的限制主要通过Android系统提供的权限框架类来实现。
每个程序运行在自身的进程里，但开发者能够写一个服务运行在不同的进程中，一些对象在进程间传递也是允许的。在Android平台上，一个进程通常不能进入其他进程内存。因此，两个进程间如果相互通信，需要把他们的对象分解成操作系统可以识别的基础类型，并且通过进程的边界来控制对象。附带SDK的AIDL工具自动生成控制代码段，AIDL是用来生成在两个进程之间通信代码的一种接口描述语言。AIDL IPC机制就是使用代理类在客户端和实现端传递参数。
引言
车载电子行业有着巨大的市场潜力，因为车主们期望将用在手机上面的某些应用软件直接运行在自己的私家车上。但同时也面临诸多挑战，车载电子厂商需要满足不同汽车型号的要求，而且即便是同一品牌的不同车型往往也需要不同的定制。如今的车主们都希望能够像使用智能手机一样随心所欲地安装或者删除应用软件。要将手机上使用的软件移植到车载电子系统中，开发者必须面对一个严峻的挑战，即第三方应用程序必须在一个隔离的环境中运行，以此来阻止对其他车载功能模块的干扰，以及可能使车主信息泄露等威胁。同时，第三方应用软件必须跟车载其他系统有效地结合起来，以便给用户带来更加完美的用户体验。最后，第三方软件开发者必须针对车载系统的共同特征，开发一套公用平台，以方便不同的汽车制造商进行移植，而且可以使同一个应用程序无缝隙地在不同的品牌的轿车上使用。
本文是对谷歌Android系统应用的一种创新扩展，它可以对第三方应用程序进行隔离，并使可信任的第三方应用程序有访问汽车功能软件层的权限，加强了对汽车安全的防范。
1 背景知识
人们直观上感觉汽车内部的消费电子似乎只是提供同智能手机、PDA以及MP3类似的功能，但是由于其在使用时不可避免地要与汽车其他功能模块接触，所以车载娱乐电子比其他消费电子要更加复杂。一般情况下，汽车上面的大多数应用软件都是厂商在汽车生产的时候已经固化好，它们一般会随着汽车的报废而报废，所以其生命周期一般是手机或者MP3的5～10倍。这就要求车载电子设计公司支持对其出厂后的应用程序进行长期升级。但由于电子产品更新换代很快，仅靠软件升级很大程度上提高了成本。
GENIVI联盟去年同一些汽车巨头、芯片设计巨头、软件开发公司等召开了一次大会，主要讨论的是怎样为车载电子产品建立一个标准公开的开发平台。GENIVI提出开发一个可扩展的架构，可能会应用到下一代车载电子上面，它需要在以下方面进行努力：
①通过从开源社区以及专业软件开发联盟获取无缝隙的软件补丁以及插件，使其可以增加更多的内容和特点，并始终要考虑系统的安全性以及可靠性。
②增加车主和乘客的切身享受，并且尽量使其性价比更高，努力降低设备成本。
GENIVI的软件架构利用英特尔的Moblin平台作为框架，通过增加或者删除组件来满足特定汽车需求和使用。支持用户自定义安装应用程序正在讨论，同时，许多可供选择的平台正在磋商中，谷歌的Android系统便是其中之一。
要强调的是，目前被GENIVI和Moblin重点强调支持的汽车电子硬件设备（CAN总线上网络特定的设备），当前在Android上却未能实现。但由于Android对开源的大力支持，允许用户对终端程序安装并卸载，目前Moblin对这些功能尚未许可。
2 谷歌Android
2007年底，在谷歌主持召开的开放手机联盟大会上，一个完全免费开放的手机平台诞生了，其目标是要延伸到更为广泛的硬件设备当中。谷歌Android基本的特点是其开放性，免费的SDK源码开发者可以很容易下载得到，Google的号召力以及Android的开源性迅速促使开发者社区的形成。
Android是一个主要为手机设备提供的开发平台，它包含一个系统内核、中间层和底层驱动以及一些绑定的应用程序。整个项目有Apache许可证版本2授权，因此移动运营商、软件企业、任何开发人员可以添加或删除功能。按照2．0范例协议，即使不是内容提供商，共享应用程序都是可能的。该平台允许一些二次开发商根据自己的需要添加新的功能或者应用，所以可以很容易开发出丰富的端对端应用程序。
2．1 结构概述
Android系统架构由5部分组成：Linux内核、库函数、Android运行态、应用程序框架、应用程序。
在线性架构的底层是Linux内核，基本上是Linux2．6．27版本。通过Linux内核为Android更新补丁，内核负责管理系统服务程序以及驱动模块、内存管理、任务调度。根文件系统使用rootfs，而数据及文件使用YAFFS，它是专门为NAND和NOR存储器设计驱动的文件系统。
应用程序框架和Android运行时态主要通过C／C++库，这部分库包括标准的C库、多媒体库、图形界面库、浏览器、字体库以及数据库。
Android运行态包括核心库以及Java Dalvik虚拟机，Dalvik是一种允许在有限的内存上运行多进程的虚拟机，每一个程序运行在一个独立的Linux进程里。
应用程序框架由许多类、接口、包组成。它的目的是提供一种简单、连续的方式去管理图形化用户接口，访问资源内存，收到通知，或者处理来电，主要的组成部分有可视系统、acTIvity类管理、共享管理、资源管理、通知管理、电话管理。
2．2 安全性
Android内部进程通信以及安全性主要指在安装第三方应用的情况下，尽可能保证系统的稳定性。底层的许可机制是由Linux内核以及文件系统提供的，基本上可以满足基于Linux内核的其他系统。由于Android设备针对的是单用户，因此多用户服务的设备靠分配唯一的标识才能应用。
此外，Android是静态的安全许可系统，它在程序安装时被强制使用。
2．3 进程间的通信
Android有两种进程间通信的模型：intent和code绑定。intent类框架提供上层的进程间通信，这是最好的方式，可以动态地利用SDK包进行开发，并与上层应用程式绑定。intent类包含了几个用来描述调用者真正意图的域，调用者发送intent给Android的intent解析器，And-roid系统将通过intent过滤器从所有的应用程序中选择最适合处理该intent的acTIvity类。intent域包含了期望的处理方式、类以及数据字符、数据的MIME类型。
intent能够被用来触发acTIviTIes，发送数据给广播并启动相应的服务。安全性方面的限制主要通过Android系统提供的权限框架类来实现。
每个程序运行在自身的进程里，但开发者能够写一个服务运行在不同的进程中，一些对象在进程间传递也是允许的。在Android平台上，一个进程通常不能进入其他进程内存。因此，两个进程间如果相互通信，需要把他们的对象分解成操作系统可以识别的基础类型，并且通过进程的边界来控制对象。附带SDK的AIDL工具自动生成控制代码段，AIDL是用来生成在两个进程之间通信代码的一种接口描述语言。AIDL IPC机制就是使用代理类在客户端和实现端传递参数。
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