忘记《杰特森一家》里那如梦似幻的太空飞轮吧，现在我们该从开发人员的角度出发，认真思考创新方向：嵌入式系统、网络挑战、人机交互以及软件标准。
1954年福特公司公布的FX-Atmos概念车
其实我们很容易理解为什么有那么多未来技术作者会把汽车视为衡量技术发展水平的重要依据。除了日常代步之外，汽车既是我们生活中价值最大的消费品之一、同时也代表着最前沿的创新成果。时至今日，我们已经开始在汽车上看到众多新功能，其中包括机载传感器、高速无线通信、云服务、实时数据访问以及个性化人机交互方案。对于消费者来说这当然是个好消息，但对于设计师、工程师以及开发人员来说，便利的背后则蕴藏着巨大的技术挑战。
如果大家曾经针对多核心系统开发出任何一种软件产品，那么应该会对汽车行业带来的技术挑战更为熟悉。简单来说，多核心架构在更强大的同时却也更复杂……而这就是一切的起点。我们不妨想象一下，对于一套以安全性为最高诉求的系统当中，成功或者失败可能将在一瞬间决定。
在今年十月初始举办的Grace Hopper计算纪念大会上，四位来自福特公司的工程师分享了他们个人对推动整个行业所做出的贡献——这不仅是福特的财富、同时也是整个交通运输行业的一部分。听了他们的陈述，我多次发出“哦，太酷了！”的赞叹。相信大家在本文的引导下，也会与我一样对美好未来充满期待。
复杂性
拥有二十多年汽车行业从业经验的Dona Burkard解释称，汽车嵌入式系统的复杂性是个不容忽视的难题。顺带一提，她的专长领域在于动力总成内的嵌入式系统。
遥想2006年，当时一辆汽车上只存在13块嵌入式CPU（即ECU），她回忆称；时至今日，这一数量已经增加到65块。正如Burkard所说，多核心微控制器架构开始逐步入驻动力总成控制模块，这在持续优化发动机与变速箱功耗与散热状况的同时、也使二者的控制复杂性迎来大幅提升。由此带来的技术挑战在于：更困难的静态/动态分析；大量以复杂的手写方式开发出的传统应用在设计思路上并未考虑并行系统；需要更为严格的软件标准等。
对于我们来说，一句“复杂性”似乎就能涵盖所有；但通过下图，大家才能真正了解现代汽车当中需要纳入考量的代码模块数量：
在再来想想我们该如何勾勒它们之间彼此作用的关系图。在下面的图片中，请大家关注左上方的图表（也就是那乱糟糟的一团），想想对其进行调试到底有多困难——更不用说重构多核硬件了。
行业标准的出台当然是件了事，但在任何知识领域，标准化进程往往行动迟缓——有时候甚至比客户们迫切要求使用的技术更滞后。对于交通运输行业，相关标准为ISO 26262与AutoSAR（即汽车开放系统架构），“它们被应用到众多安全相关系统当中，这些系统内包含一个或多个电气和/或电子系统（简称E/E）并已经被安装在交付生产的多种系列载客车辆当中。”
根据Burkard的说法，这带来的结果是福特需要提前数年与制造商及OEM厂商携手创建一套集成化平台。这通常代表着平台的建立甚至要比具体车型的敲定还提前数年。（看到这样的结论，大家可能觉得自家团队的生产周期已经不算太慢了吧。）
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移动性
令工程师们不得不重新审视处理方式的要素还不仅仅在于基础硬件。多年来一直负责无线网络、移动网络以及移动相关问题的Jayanthi Rao就车载连接与无线技术的作用这一话题展开探讨。
当下车辆所使用的网络控制系统当中包含动力总成、底盘以及车门，全部都被整合到一套简单的广播网络当中。汽车系统的主要关注重点在于高可靠性——因此在99%的小数点后面再多加几个9自然是必须的，毕竟没人希望在驶下调整公路的时候行李箱被甩出车外，对吧？车辆控制信号则包含着数百万条代码。
除此之外，我们还希望在车中拥有更多连接类型：摄像头、GPS、蓝牙、Wi-Fi、GSM/LTE以及RFID。其中大部分都能在一定程度上实现外部设备连接——例如在我们携带移动设备进入车辆之后，仪表板会自动激活免提通话与音乐播放列表整合功能。每一种功能与车辆之间都存在内容共享协议——更多协议还将陆续出现。
交通运输行业中的开发工作一旦拥有标准化机制，其它各类创新成果也将应运而生，例如车辆与云服务之间进行对接。如何向车辆电池发出查询指令以掌握其当前电量？当前位置距离商场还有多远？V2X标准——没错，另一项正在制定当中的标准——将解决车辆之间的通信难题，即V2V（车辆到车辆）服务与V2I（车辆到基础设施）服务。用再简明的说法来解释，这意味着车辆将能够与交通灯之间彼此交互，从而帮助我们的爱车更好地处理盲点警示、驾驶辅助请求、使用电子支付或者提供“周边地理位置”服务（例如通知朋友们‘跟着我的车一起来餐厅’）。
这方面面临的挑战之一在于车辆以高速行驶时，如何保证与其它系统间连接的可靠性。我们都知道，网络的设计初衷是应用在0英里每小时的环境下，Rao表示——连10英里每小时都未必能行，更不要说高速公路上的70英里每小时了。“这是一个根本性的问题，我们必须真正从根本上加以理解，”她表示。
哦，当然了——黑客活动也是客观存在的（有好有坏）。随着汽车领域开发工作的深入，黑客们也会找到自己新的可乘之机——其中包括允许开发人员编写更多软件从而最终与移动系统相整合的开源API。任何一套以性能表现与可靠性为出发点设计出的系统都会把注意力优先放在常规处理方面。在针对车辆（及代码）性能的开发工作中，安全举措（包括框架及指导方针）是为了实现性能目标而必须付出的成本。
娱乐性
不过我们大多数人都没有想到汽车连接会像如今这样被用户所使用。当然，作为消费者我们确实喜欢这些新奇的构思。“车辆正成为我们所持有过的最智能的消费级设备，”福特研究及创新中心数字化技术持有体验小组高级方案架构师Pramita Mitra指出，他的关注重点在于车载信息娱乐系统与云连接服务。Mitra援引GFK研究报告中的表述，称目前有五成左右的购买决策主要考虑车载信息娱乐（简称IVI）系统的效果，概括起来就是“让驾驶过程充满乐趣”。
这里说的可不是我年轻时流行的车载收音机（即使我对那个年代的老歌仍然很有感情）。IVI是一整套被整合到车辆当中的硬件设备集合，其中包括音响、导航、通讯以及车内环境控制系统。我们可以通过仪表板上的显示内容、多功能方向盘上的按键以及语音命令对其进行操作。想在车子的显示屏上查看最新影讯？体育赛事结果？想利用云服务远程控制我们的车载信息娱乐设定？这一切在如今的IVI系统硬件之上都已经可以实现。（这对于每一位技术人员都是个绝佳的发展机遇，我们需要考虑供应商与制造商如何为开发人员提供施展平台、又会拿出怎样的政策来吸引大家的加入。）
另外，我们还需要深入讨论用户界面的设计以及操作安全保障。（在时速70英里的情况下，大家还能安心完成多少操作？）
作为福特公司人机界面（简称HMI）事务的专家，Reates Curry与大部分同行人士一样正在借助虚拟测试系统（其中包括对司机可识别色域进行测试）了解用户与技术方案间的互动效果。值得一提的是，福特拥有一套名为VIRTTEX的大型驾驶模拟装置，其搭载360度全视野屏幕、转向反馈以及逼真的声音提示系统。这些将帮助用户体验专家了解那些听起来很酷的设计理念会给司机带来怎样的实际感受——不少点子虽然听起来很好，但在两年后就会由于用户的抱怨而被丢进垃圾桶。
大多数汽车厂商都是开发标准联盟的成员，会参与到汽车级功能相关法规与标准的制定当中。“我们必须在实际生产之前通过标准检验，”Curry的态度还算积极。
职业生涯中的转折点
如果嵌入式系统、网络挑战、人机交互以及软件标准等领域带来的技术难题最终能以很酷的方式得到解决，那么必然要归功于出色的设计。
“我们技术小组的目标在于同与会者分享计算机科学家与IT专家在汽车行业中的成长经历，这种看似非传统的职业生涯规划往往会给很多具备相关知识背景的从业者带来巨大的发展机遇，”Mitra表示。
也许这将喜欢大家在“常规”软件世界之外，重新思索软件开发更为广泛的施展舞台。
