Операционная система автомобиля

Операционные системы для автомобиля

Раньше, когда речь шла об операционных системах, сразу возникали ассоциации с персональными компьютерами и мобильными телефонами, а об автомобилях никаких мыслей не появлялось. Поэтому становится любопытно, почему существует достаточно сильная конкуренция на рынке между производителями автомобильных операционных систем?

Довольно известные корпорации, такие как Microsoft и Google занимаются производством целых автомобильных подразделений, с другой стороны крупнейшие популярные автомобильные концерны также не отстают, заключая контракты одновременно с несколькими разработчиками программного обеспечения. Ниже будут рассмотрены одни из самых интересных продуктов, которые созданы благодаря такой конкуренции.

Microsoft

Корпорация Microsoft уже не один год занимается продвижением своей операционной системы на автомобильном рынке, у компании имеется отдельный автомобильный отдел.

В 2006-ом году была разработана первая операционная система для автомобилей под названием Microsoft Auto. Система не имела возможности управлять полностью автомобилем, однако успешно выполняла задачи, связанные с коммуникациями автомобиля, системой безопасности и диагностикой. Также в том году была создана многофункциональная Blue&Me, система для Фиата, основанная на базе Microsoft Auto и Sync – система информационно-развлекательного типа для автомобилей Форд.

Систему Sync особо никто не продвигал, однако только в 2007-ом году было продано в США примерно 30 000 систем. Тогда же, систему начали устанавливать на 12 автомобильных моделей марок Mercury, Lincoln и Ford.

В 2008-ом году, в феврале, Мартин Толл – главный менеджер автомобильного отдела Microsoft, заявил о намерениях компании заключить контракты на поставку Microsoft Auto с американскими крупнейшими автопроизводителями. Также он заявил, что компания будет работать над продвижением автомобильной операционной системы, чтобы она стала такой же популярной, как и система для компьютеров. Но после такого громкого заявления, компания Microsoft затихла примерно на два с половиной года.

Две недели назад компанией Microsoft была представлена новая версия операционной системы для автомобилей – Windows Embedded Automotive 7.

WEA 7, в отличие от предыдущей системы, может быть единственной установленной системой в автомобиле. В основу системы могут быть добавлены служебные системы, которые осуществляют мониторинг буквально всех автомобильных узлов и системы исключительно развлекательного типа.

Создатели позиционируют данную систему, как совокупность интегрированных систем управления, коммуникаций, навигаций, а также информационных сервисов и развлекательных систем, в одной платформе. Для максимального удобства пользователей система имеет ввод данных сенсорного типа, гарнитуру Hands-free, функцию для поддержания голосовых команд и много других плюшек.

Сейчас Windows Embedded Automotive тестируется компанией Ford, где заявили, что на базе данной операционной системы будут создаваться бортовые компьютеры для будущих электромобилей.

Research In Motion Limited

Телекоммуникационная канадская компания Research In Motion Limited, которая прославилась в основном благодаря производству Blackberry, в этом году выкупила подразделение, которое занимается созданием системы QNX на базе Unix, ограничив к ее исходным кодам доступ.

С момента разработки операционной системы QNX, в 1982 году, она была встраиваемой. Данная система очень универсальна и популярна, и нашла широкое применение, как в банкоматах, так и в ядерных реакторах. Также система лицензирована для использования в производстве большинства автомобильных концернов, включая: Volkswagen, Toyota, BMW, General Motors, DaimlerChrysler, Fiat и другие.

На проходящей выставке SAE Convergence в 2010 году, компанией был представлен концепт Корвета, с успешно реализованной платформой QNX CAR.

Система продемонстрировала, как можно совместить новые мобильные приложения с автомобильными информационными и развлекательными системами. В концепте имелась настраиваемая цифровая панель, которая демонстрировала работу в двух режимах. Первый заключался в поиске ближайших АЗС и автостоянок. Второй, режим информационно-развлекательного типа, располагал геосоциальными сервисами для поиска друзей, которые находились рядом, имел прогноз погоды, интернет-радио и браузер на базе ядра Webkit.

Также представлен был режим Terminal Mode, благодаря которому обеспечивалось дублирование экрана телефона в автомобильной системе. Режим заключается в управлении смартфоном, с помощью кнопок на руле и сенсорного экрана.

Siemens+BMW

Значительный вклад в разработку автомобильных операционных систем внесла компания BMW.

Так, в 2002 году, компания выпустила BMW 745i, этот автомобиль в то время являлся самым компьютеризированным. Данная модель является практически первым серийным автомобилем, объединившим в себе всю электронную и компьютерную начинку в единую систему, которая предоставила пользователю общий программный интерфейс для пользования. Систему назвали iDrive, разработкой которой занималась Siemens, при создании за основу системы взяли Windows CE.

Достоинства системы iDrive

Система при использовании отличилась достаточно стабильной работой. Также у системы действительно вышло успешно использовать все автомобильные технические характеристики и управлять всеми техническими возможностями машины. Поговорить по телефону, отрегулировать подлокотник, выключить или включить систему динамической тяги не составляло труда, благодаря системе iDrive.

Недостатки системы iDrive

Многофункциональность системы также оказалась и ее единственным недостатком. Около 700 функций заложено в iDrive, а водителю необходимо максимум несколько десятков. Нужный пункт в меню, среди такого обширного перечня, было очень сложно найти.

Google

Компания General Motors решила не изобретать с нуля свою операционную систему и просто заключила договор с компанией Google. Поэтому возможно будущие автомобили General Motors будут работать на основе системы Android OS.

Adroid 3.0 Preview

Практически первым автомобилем с использованием возможностей мобильных телефонов на рынке, должен был стать Chevy Volt. При помощи приложения OnStar владельцы данного автомобиля могут получить информацию об эффективности использования топлива, максимальной дистанции поездки и об уровне зарядки и т.д. К тому же программа дает возможность изменить приоритет зарядки. Соответственно, есть возможность делать все это удаленно.

Также с помощью этого приложения можно получить информацию от охранных систем машины и управлять автозапуском или разблокировкой и блокировкой дверей.

У компании General Motors в планах предложить абсолютно новый уровень. В автомобильную операционную систему Android будут интегрированы многие сервисы Google, это позволит пользоваться многими полезными функциями, к примеру, GoogleMap, чтобы получить карты необходимой местности, информацию о пробках, прогнозе погоды и т.д., а также появится возможность отправлять информацию собственного состояния, на сервера Google.

CarPC – настоящий компьютер в авто: от рассвета до наших дней

Зачем нужен компьютер в автомобиле?

А давайте-ка для затравки прогуляемся мысленно в год эдак 2000… Достижения техники, восхищавшие нас на стыке тысячелетий, сегодня вызывают только нервное всхлипывание… Первый телефон с MP3-плеером Siemens SL45, память которого составляла от 16 до 32 мегабайт, первый телефон с фотокамерой, имевшей разрешение лишь 0,1 мегапикселя, – Sharp J-SH04, первый телефон со встроенным GPS Benefon ESC… И все это – лучшие (!), флагманские модели, а значит, рядовым обывателям недоступные.

Обычные граждане, мы с вами, в те годы редко имели MP3-плеер, цифровую камеру или навигатор (и тем более встроенные в телефон!), не представляли планшетов в их сегодняшнем понимании – наши мечтания применительно к мобильникам чаще всего ограничивались полифонией, а автомагнитола, играющая MP3, представлялась чудом. Про такой копеечный сегодня аксессуар, как видеорегистратор, и помыслить было нельзя!

Собственно говоря, многие считают, что именно MP3 и дал главный толчок к развитию автомобильных компьютеров. 2000 год (ну, если уж быть точным, то 1998-99, тут расплывчато…) ознаменовался массовым всплеском интереса к музыке в формате MP3 и широким распространением знаменитого программного плеера Winamp. И, хотя еще вовсю выпускались и продавались кассетные автомагнитолы, множество людей не могли спать спокойно из-за невозможности слушать в автомобиле MP3 – такой удобный и ставший привычным на домашнем «пи-си»!

Но городить компьютер в машине только ради MP3 – это явный перебор, подобным занимались считанные энтузиасты, располагавшие явным избытком свободного времени. Тысячи людей увлеклись «любительским карпьютеростроением» лишь в середине 2000-х, когда в массы пришло понимание удобства и необходимости в повседневных поездках навигации, видеозаписи движения, мобильного доступа в интернет и, конечно же, воспроизведения любых форматов аудио- и видеофайлов. Так во всем мире, не исключая и нашу страну, возникло комьюнити «карписишников».

CarPC из 2000-х. Каким он был?

Как выглядел CarPC в середине 2000-х? Типичный автокомпьютер был эдаким «пауком», распределенной системой. К примеру, сам комп – под сиденьем, в центральной консоли – небольшой 7-дюймовый сенсорный монитор, в бардачке – CD-ROM и USB-гнезда, на заднее стекло приклеены GPS-антенны и выносной GPRS-модем для интернета, на лобовом – камера видеорегистрации, провод от которой идет к карточке видеозахвата, и т.п. Чтобы машина в итоге не выглядела внутри подобно ДеЛореану «Дока» Эммета Брауна, «карписишникам» приходилось проделывать нешуточные объемы арматурных работ по салону, интегрируя все это барахло и соединяющие его провода под обшивки и покрытие пола.

Материнская плата и корпус:

Для CarPC использовали стандартные десктопные «материнки» с необходимыми периферийными карточками в PCI-слоты и в порты на задней стенке – видеокартой, беспроводными интерфейсами, платами видеозахвата для камер наблюдения за дорогой и салоном, GPRS-модемами, выносными GPS-антеннами и т.д. Главной сложностью был корпус – как правило, самодельный, рассчитанный на скрытый монтаж под сиденьем, в бардачке (зачастую с полным удалением перчаточного ящика!), в нише багажника и т.п. Типичный автомобильный компьютер середины 2000-х — склеенный из толстого оргстекла корпус с обычной десктопной начинкой:

Хранилище данных:

Операционная система, софт, музыка, видео и т.д. хранились на обычном жестком диске, без какой-либо виброразвязки или термозащиты – все прекрасно работало и так, хотя у неофитов именно выживание винчестера при автомобильной тряске и перепадах температур вызывало наибольшие сомнения.

Дисплей:

Дисплей в CarPC – это не только средство визуального отображения информации, но и главное устройство управления всей системой! Ибо клавиатуру и мышку в движении использовать нереально, и лишь редкие энтузиасты применяли беспроводные трекболы, тоже, надо сказать, не шибко удобные. Поэтому «карписишники» были одними из первых, кто активно начал юзать сенсорные мониторы, пока большинство воспринимало их еще как экзотику. Мониторы для автомобильного компьютера были, как правило, 7-дюймовые и относились к одному из трех основных типов:

• Мониторы от производителя специализированных автомобильных мониторов типа компании Lilliput – готовые устройства с 12-вольтовым питанием и сенсорным экраном, которые можно было встроить в интерьер. Довольно дорогие изделия.
• Моторизованные мониторы, внешне схожие с однодиновой магнитолой, которые выезжали и поднимались вертикально, от производителей автоэлектроники второго-третьего эшелонов, например, Prology. Тоже недешевые.
• Самодельные конструкции в виде дешевого китайского автотелевизора с VGA-видеовходом, на который наклеивали купленную на eBay сенсорную прозрачную пленку с USB-интерфейсом. Популярный бюджетный вариант.

Блок питания:

Едва ли не самый важный компонент карпьютера, который должен работать без сбоев при нестабильном напряжении автомобильной бортсети, не уходить в перезагрузку при вращении стартера, уметь беречь аккумулятор машины, контролируя напряжение и интеллектуально выключаясь. Основных вариантов тут было четыре:

• Специальный блок питания для CarPC. Дорогой, но качественный.
• Самоделка по схеме форумчанина сайта «карписишников» Сергея Лебедева. Конструкция стала невероятно популярной за счет своей простоты и продуманности, её собирали тысячи людей по всей стране. Аббревиатура «БПСЛ» («блок питания Сергея Лебедева») была известна каждому энтузиасту карпьютеризации!
• Переделка на 12 вольт обычного 220-вольтового компьютерного блока питания ATX – «нищебродский» вариант с сомнительным результатом. Но у некоторых как-то умудрялось работать…
• Использование в качестве основы для CarPC старого ноутбука с универсальной ноутбучной зарядкой от «прикуривателя» – хороший, несложный и недорогой вариант, но затрудняющий гибкое построение системы – приходилось зависеть от характеристик имеющегося ноутбука, а не выбирать на свое усмотрение «материнку», процессор и прочее.

Софт:

Софтверной основой автомобильного компьютера была, как правило, самая обычная «винда». Но безопасно пользоваться «окнами» на 7-дюймовом сенсорном экранчике, да еще во время движения, – нереально, поэтому поверх Windows в обязательном порядке устанавливалась специальная оболочка-интерфейс с крупными и удобными экранными кнопками и менюшками для управления музыкой, видео, интернетом, навигацией и т.п. Эти оболочки разрабатывались самими «карписишниками», из года в год улучшались, приобретали массу скинов и индивидуальных настроек.

CarPC сегодня. Каким он стал?

Ваш покорный слуга сам увлекался CarPC много лет тому назад. Впоследствии этот вид технического творчества мне наскучил, к тому же существенно эволюционировала потребительская электроника, сделав возможным решить почти все задачи, возлагаемые прежде на громоздкий и непростой в монтаже CarPC, силами смартфона или планшета. Вспомнив как-то с ностальгическими чувствами старые добрые времена, я зашел на сайт, традиционно объединявший российских «карписишников», и очень удивился, обнаружив, что он жив-здоров, и на нем кипит общение творческих людей! Впрочем, не стоит думать, что эти люди по-прежнему громоздят в машину «потроха» десктопов и врезают CD-ROMы в бардачки, – CarPC эволюционировал, радикально сменив концепцию!

Сегодняшний карпьютер – это, как правило, встроенный в торпедо автомобиля андроидный планшет – либо вместо имеющегося в штатной комплектации дисплея, либо при крайне ограниченных функциях родной мультимедийной системы. Каковы достоинства подобного решения?

• Во-первых, конечно, это преимущества встроенной стационарной системы – потребность регулярно снимать/устанавливать смартфон и регистратор на присосках – это неудобно, и есть постоянный риск забыть что-то в салоне.
• Во-вторых, качество в сравнении с готовыми аналогами – многочисленные андроидные автомагнитолы, которые выпускаются специально под дизайн конкретной модели автомобиля, дОроги, а бренды, производящие их, никому не известны. Планшет же известной марки – это гарантированно более высокий уровень сборки и надежности.
• В-третьих, как уже понятно, цена. Планшет более чем доступен, а родной мультимедийный дисплей для, скажем, Opel Astra J или Mokka стоит от 50 тысяч рублей, и за эти деньги не блещет функциональностью… На его место встает планшет, выполняя гораздо больше разнообразных задач.

По такому описанию может на первый взгляд показаться, что сегодня CarPC как явление измельчал, комьюнити превратилось в «сообщество любителей планшетов в машине», и из этого интересного хобби ушла значительная часть креатива… На самом деле это не так!

Практически все трудности-интересности, которые были свойственны полноценным компьютерам в автомобиле, унаследовали и системы на основе планшетов! Тут по-прежнему есть где покопаться, повозиться, приложить голову и руки для реализации нестандартных решений.

К примеру, не так-то просто обеспечить такую «элементарную» вещь, как питание планшета от бортовой сети! Часто во время работы навигации microUSB-порт не способен заряжать планшет – он лишь замедляет разряд! Иногда это удается победить только с помощью специально кастомизированных прошивок… А чтобы планшет включался, выключался и менял режимы по определенным алгоритмам, в привязке к положению ключа зажигания и другим функциям авто, энтузиасты делают специальные контроллеры питания.

Непростая задача подключить к планшету и пару видеокамер – для съемки дорожной обстановки и для парковки задним ходом – опять приходится «колхозить» коммутаторы видеосигнала и другие приспособления… В общем, работы креативщикам-самоделкиным хватает!

Берегись в автомобиле: от киберугроз машины защитит уникальная ОС

Российские программисты создали устройство, которое обеспечит защиту автомобиля от киберугроз. Оно основано на принципе «запрещено всё, что не разрешено» и оснащено новой отечественной операционной системой. Разработка позволит оградить машину от вмешательства извне. В будущем такими устройствами можно будет снабдить каждый автомобиль.

Программисты «Лаборатории Касперского» в коллаборации с научно-производственной компанией ИТЭЛМА и компанией «Адаптивные промышленные технологии» создали операционную систему для автомобиля, работу которой можно сравнить с иммунной системой человека.

— Мы поняли, что не хотим постоянно лезть в автомобиль и обновлять базу, как это делается в антивирусах, — объяснил старший менеджер по развитию бизнеса департамента перспективных технологий «Лаборатории Касперского» Сергей Кравченко. — Мы хотим, чтобы система, как иммунная система человека, знала, как она должна работать, а любое взаимодействие с ней, которое не нужно или не разрешено, пресекалось на корню.

Сейчас на «автомобильных компьютерах» чаще всего стоят абсолютно незащищенные Linux-подобные операционные системы. В них регулярно находят уязвимости, которые эксперты пытаются устранить по одной.

— Мы называем это заслонками, — пояснил Сергей Кравченко. — Заслонки ставят постоянно, но они очень плохо работают. Сколько дыры в решете ни латай, обязательно найдется новая: люди пишут код, в нем есть ошибки, которые обязательно будут использованы. Мы предлагаем принципиально другой подход — операционную систему с новым подходом для обеспечения работы автомобиля: запрещено всё, что не разрешено (default deny).

Каждая современная машина содержит центральный шлюз (gateway) и головное устройство (head unit) — это два главных узла автомобиля. Центральный шлюз создан для того, чтобы через него соединяться с автомобилем извне, а головное устройство отвечает за внутреннее взаимодействие и контроль всех систем. Эти узлы можно назвать «мозгами» автомобиля, которые подвержены кибератакам так же, как и любое устройство, имеющее в своем составе программное обеспечение и выход в интернет.

Сейчас доступ к главным узлам автомобиля с точки зрения профессионального подхода «кибербезопасников» находится под очень слабым контролем или даже полным отсутствием контроля каких-либо цифровых систем.

По словам Сергея Кравченко, существует множество способов подключения к главным узлам и десятки и даже сотни угроз, которым может подвергнуться автомобиль.

— Показательная атака была предпринята Чарли Миллером и Крисом Валасеком (инженеры-исследователи кибербезопасности) на Jeep Grand Cheroke в 2015 году. Они заставили головное устройство автомобиля передать сигнал на шину данных, чтобы колеса повернули на 30° влево. Это было сделано удаленно через радиомодуль. Автомобиль в это время двигался на минимальной скорости. Но ведь это значит, что настоящие злоумышленники могут сделать это и на большой скорости, — подчеркнул эксперт.

На автомобиль можно повлиять удаленно, подсоединившись через мобильный интернет, Wi-Fi, Bluetooth, сотовую связь или локальную сеть. А можно — физически подключившись через порт OBD-II напрямую или через USB.

Есть также еще одна версия устройства, в котором Kaspersky Security System взаимодействует с Linux и POSIX-совместимыми системами. Это навесная защита в отличие от встроенной в KasperskyOS, но работающая по тому же принципу default deny. Всё, что разрешено, закладывается через политику безопасности для каждого блока или компонента автомобиля.

— Мы видим устойчивый тренд на дальнейшее развитие автомобиля как интеллектуальной киберфизической системы, — рассказал генеральный директор компании НПО «Адаптивные промышленные технологии» Андрей Суворов. — Важно применять серьезные сервисы оценки защищенности существующих автосистем, на базе которых строится модель угроз и оптимальное решение. Сотрудничество с группой ИТЭЛМА дает нам возможность массового производства спроектированных решений на своих мощностях.

В настоящий момент система не имеет аналогов в мире. Но, как считает директор по послепродажному обслуживанию ГК «АвтоСпецЦентр» Евгений Гришкевич, разработчикам нужно в обязательном порядке согласовывать архитектуру и программное обеспечение защитного устройства с заводом — изготовителем автомобиля.

— Завод со своей стороны также уделяет огромное внимание защите от несанкционированного доступа к системам авто. Поэтому в данных вопросах важна согласованность действий, — пояснил Евгений Гришкевич. — Если же говорить об актуальности данной системы, то надо понимать, что намеренные и демонстрационные взломы систем автомобилей нельзя брать за основу, так как при желании и больших ресурсах можно взломать практически любую систему.

При этом эксперт добавил, что если принимать во внимание не единичные случаи показательного взлома, а возможные массовые угрозы, то, на его взгляд, в относительно ближайшем будущем для защиты авто от киберугроз подобные системы понадобятся. Правда, скорее всего, штатные, а не сторонних разработчиков.