繼個人電腦資訊產業高度成熟化之後，有人開始在思索，尋找一片天涯新樂園，那就是汽車電子(Car Electronics)。汽車的內在本質，說穿了就是一種控制網路...
繼個人電腦資訊產業高度成熟化之後，有人開始在思索，尋找一片天涯新樂園，那就是汽車電子(Car Electronics)。汽車的內在本質，說穿了就是一種控制網路。話說2001年，高級車款中的BMW AG推出了一種嶄新的系統操作方式，那就是「iDrive」的首部曲。
「iDrive」(圖1)以一個外觀乍似旋鈕的控制器來操控冷氣或汽車導航等系統。回想當初推出之際，無論是在汽車刊物媒體或是汽車相關網站的揭示板，所獲的評價並沒有達到設計團隊的期望值。不過經過細膩改良開發後(圖2)，也不得不讚賞BMW AG當初的真知灼見，如今，競爭者也跟隨推出概念、觀念一致的相繼方案(圖3)。
認真說來，「iDrive」是BMW與ALPs、Immersion公司合作下的產物。隨著汽車之使用者介面的功能增加與遞增的複雜度。不額外追加多餘的控制器，的確是明確之舉。
據了解，高級汽車市場與半導體市場一樣，必須因應市場的要求，在同樣的空間之內營造出更多的機能。iDrive對於BMW來說，乃是意味駕駛者與助手席乘坐者都容易操控的範圍。結局就是由Michael Wurtenberger在慕尼黑所率領的電氣設計團隊所設計出來的高效率開關與按鍵，用來減少操控鍵的數量。
而iDrive使用者介面設計的方針就是希望可以導入如同電腦般的滑鼠，以一個單一的輸入裝置，來掌控汽車的空調、影音娛樂或汽車導航系統的應用。因此，該設計團隊就必須深入研究各種的輸入手段、畫面的大小，如何用按鍵來達成功能。然而，設計與實際往往必須妥協。所以，才會在BMW7系列中先行導入，試看市場的回應。導入的主要特徵有二個要項，第一，在儀表面板上有一個滿大約8.8吋的顯示器，除了空調的調整之外，還有很多其他的顯示功能。另一個特徵就是中央控制的迴轉式控制器，完全是符合人體工學的設計，有如電腦上的滑鼠，可以操作八個種類的應用Menu，這些應用涵蓋了空調、電話、汽車導航、娛樂、BMW Assist服務、車輛資訊、協助與設定等。
如同變速桿一樣，只需在八個方向移動一個方向即可存取Menu項目。有如帽子形狀的控制零件(圖4)，表面上是由ALPs公司所製造，其實，該控制器是由BMW、ALPs與Immersion等公司合作開發下的傑作。該零件的底下有編碼器與皮帶驅動等，而皮帶又配置在馬達的主軸(Spindle)上。因此，若要活用此控制器在各種應用，可控制的機能可以擴展到數百個。
當初BMW實際展示與演出iDrive的時候，吸引了消費者的圍觀，雖然iDrive可以讓儀器面板上操作機能的按鍵減少，但是，第一代推出的產品，使用者在實際使用操作上確實感到很不習慣。如果要達到快適的使用情境，估計約要兩個禮拜的時間來學習後始能適應。這一點駕駛汽車的使用者情境似乎有點衝突。畢竟，在這個世界上很少人買車會看完使用手冊，再來駕駛汽車的。更精確的說，是根本沒有人會去翻閱手冊，拿到車直接就上路了。
第二代iDrive搭載4個微控制器
BMW公司很快意識到這件事情，有前面的經驗在先，於是在BMW5系列與BMW6系列導入iDrive之際，就力求要做到極簡約、馬上可以操作的境界，來解決消費者對於第一代產品的抱怨。
具體做法就是將顯示功能表(Menu)先侷限在「空調」、「電話」、「導航系統」與「娛樂」4大象限。根據Hermann Kunzner的說辭，簡化的主要目的當然是讓消費者在使用上毋需經過學習週期階段，用最直覺的經驗來操作。同時，新一代的設計在接觸感的回饋機能也做了變更，改良了聲音處理功能。讓使用者一手掌控，不用去注視依然可以順利操作。
BMW曾經在10餘年前嚐試過通信網路「ARCNET」的經驗。當初是構築自己的設計，然而汽車電子系統更龐大更為複雜。深知採用資訊界標準的作業系統、I2C控制介面與USB標準介面，才能跟得上技術進步的步調(圖5)。
BMW5系列與BMW6系列導入的第二代iDrive，總共搭載了4個微控制器：
‧SH775x主要處理器(Main Processor)乃是導航系統與多媒體介面的擔當角色。動作頻率為240MHz，演算性能約為430MIPs，是Renesas設計的。
‧同是Renesas所出品HD64404輔助晶片，針對車載用端末的二次元圖像描繪電路，該晶片並整合了視頻輸入電路、通信與電話的周邊電路等。當駕駛者壓下、旋轉控制器時，顯示幕的機能會顯示出來。透過特定的命令群，從主要處理器透過CAN(Controller Area Network)送到控制單元的16位元微控制器。而iDrive就特別重視手對於控制器的使用接觸感覺。比如說，在調整喇叭聲音左右聲道的平衡時，就必須讓使用者有喀嚦聲(Click)的感受等。講白了，就是人機介面的人性經驗暨人性化。也就是蘋果電腦最為擅長，被消費者津津樂道之所在。
‧擔當聲音處理的微控制器與DSP數位信號處理器。
‧提供安全機能與網閘(Gateway)的介面控制器。在汽車領域裡常見到的CAN、LIN(Local Interconnect Network)與MOST(Media Oriented System Transport)等車內控制網路，都可以接續到介面控制器。依據OASIS公司的說法，iDrive系統遵從應用之需求，對於MOST的功能呼叫 (Function Call)就超過了5,000個。
當汽車起動之際，連接在控制網路上的所有裝置皆會起動。首先，由硬體與作業系統來起動，做好傳達資訊的準備。通常，中央網路主控器(Central Network Master)會先行檢查系統的構成有沒有問題發生，畢竟，每一個裝置都會有其獨特的固有位址。當主控器指示開始傳達資訊，各個裝置就會將其應用軟體作初始化，與使用者介面(User Interface)相關的裝置會取得系統的狀態，而顯示其情報資訊，例如正在播放CD的曲名等。
在停車的場合，主控器會開始執行停機(Shutdown)的處理，將系統遷移到待機的狀態。一旦，iDrive類似的理念開始普及之後，爾後會面臨的挑戰議題與攜帶式裝置將會是一致的。那就是省電技術的革命與通信廣帶域的考量。BMW也明確指出，1Mbps的CAN車內網路未來將會由10Mbps的FlexRay所取代，即是明確的宣示。
總之，iDrive電子技術的設計與貢獻公司，涵蓋ALPs、Immersion、Analog Device、Freescale、HARMAN/BECKER Automotive、OASIS SiliconSystem、Renesas、Simens AG與ST Microelectronics。
每年世界各地皆會舉辦世界級規模的汽車展，各位可以從中得知資訊電子在汽車領域的空間裏，如何翻滾成為「後PC時代」裏的重要狠角色。