Android Automotive OS架构
Android Automotive OS 不是将手机安卓系统直接搬到汽车上，而是一个经过深度定制和强化、专为汽车环境设计的完整操作系统平台
它的核心思想是：在保证驾驶安全的前提下，提供丰富的车载信息娱乐体验，并成为连接车辆硬件与数字生态的桥梁
一. 核心架构概览
Android Automotive OS 的架构遵循经典的分层模型，但每一层都融入了汽车行业的特定要求。其核心架构可以划分为四个主要层次，从上到下依次是：
应用层 → 系统应用层 / Car API 层 → 车辆硬件抽象层 → 底层操作系统与内核
二. 分层架构详解
1）应用层
这是用户直接交互的层面，包含两类应用：
- 预装系统应用： 这是 Automotive OS 体验的核心，由汽车制造商或谷歌深度集成。包括：
○ 车载信息娱乐系统： 音频、媒体播放器、收音机、导航等
○ 空调控制系统： 调节温度、风量、座椅加热/通风等
○ 车辆设置中心： 控制车辆灯光、门锁、驾驶辅助等功能 - 第三方应用： 通过专为汽车设计的 Google Play 商店（Automotive 版本） 下载。这些应用必须遵守严格的 Android for Cars App Library 设计规范，以确保驾驶时的可用性和安全性（例如，简化界面、支持语音控制、限制视频播放等）
2）系统应用层与 Car API 层 - 这是架构的核心枢纽
这一层是连接上层应用和底层车辆硬件的关键，它屏蔽了底层硬件的复杂性，为应用开发提供了统一的接口
- Car API：
○ 这是应用开发者使用的接口。无论是什么品牌的车，只要搭载了 Android Automotive OS，开发者都可以通过统一的 Car API 来访问车辆数据或功能
○ 主要 API 包括：
◎CarPropertyManager： 访问车辆属性（如车速、油量、车门状态）
◎CarHVACManager： 控制空调系统
◎CarInfoManager： 获取车辆信息（如 VIN 码）
◎CarProjectionManager： 支持手机投屏协议（如 Android Auto）
◎CarUXRestrictionManager： 管理驾驶分心限制（在车辆行驶时限制某些复杂操作） - Car Service：
○ 这是一个运行在系统层面的核心后台服务。它作为 Car API 的真正实现者，负责权限管理、数据路由和生命周期管理
○ 所有通过 Car API 发出的请求，都会由 Car Service 进行处理和转发
3）车辆硬件抽象层 - 这是与车企合作的关键层
这是 Android Automotive OS 与具体车辆硬件解耦的地方，也是汽车制造商可以深度定制的一层。它主要由车辆 HAL 组成
- 车辆 HAL：
○ HAL 的全称是硬件抽象层。车辆 HAL 定义了一套标准的接口，用于与汽车的车载网络（如 CAN总线、LIN总线、以太网等）进行通信
○ 汽车制造商需要根据自己车辆的电子电气架构，实现这些 HAL 接口。例如，当应用通过 Car API 请求“提高空调温度”时，Car Service 会调用车辆 HAL 中对应的接口，车辆 HAL 的实现代码则会将其翻译成具体的 CAN 总线信号，发送给车辆的空调控制器
○ 主要的 HAL 接口包括：
◎ 车辆属性 HAL： 提供车辆状态数据（车速、里程、燃油量）
◎ HVAC HAL： 控制空调系统
◎ 动力总成 HAL： 访问与驾驶相关的信息
◎ 车身控制 HAL： 控制车窗、门锁、灯光等
4）底层操作系统与内核
- Android OS 框架： 基于开源安卓项目，提供了基础的系统服务，如活动管理、电源管理、窗口管理、音频管理等
- Linux 内核： 作为操作系统的核心，负责管理进程、内存、设备驱动等。谷歌与汽车供应商合作，为 Automotive OS 提供了长期支持的内核版本，以满足汽车产品长生命周期的安全性和稳定性要求
三. 架构的核心优势与特点
- 解耦与标准化：
○ 应用与硬件解耦： 应用开发者无需了解不同车企的复杂网络协议，只需使用统一的 Car API
○ 加速开发： 车企可以专注于实现车辆 HAL，而无需从零开始构建整个信息娱乐系统 - 安全性：
○ 权限控制： Car Service 对应用访问车辆关键功能（如刹车、转向）进行严格的权限控制
○ 驾驶分心管理： 通过 UX 限制，在行车时自动简化界面，禁用视频播放等，确保驾驶安全
○ 系统分区： 采用 A/B 分区更新，确保系统更新的可靠性和回滚能力 - 无缝的谷歌生态集成：
○ 原生集成谷歌助手、谷歌地图、谷歌 Play 商店等，提供一致且强大的用户体验
○ 支持手机投屏，即使车载系统是 Android Automotive OS，也能无缝连接用户的 Android Auto 或 Apple CarPlay - 可持续更新：
○ 由于系统与硬件解耦，谷歌和车企可以独立地为系统框架和应用提供OTA 在线升级，持续为用户带来新功能和安全补丁，延长了汽车软件的生命周期
总结
Android Automotive OS 的核心架构可以概括为：以 Car API 和 Car Service 为中枢，向上为应用提供统一接口，向下通过车辆 HAL 抽象车辆硬件，从而构建了一个既开放又安全、既能快速迭代又能满足汽车级要求的软件平台。 这套架构的成功，关键在于它在谷歌的软件生态和汽车制造商的硬件控制之间找到了一个完美的平衡点