车载娱乐系统人机界面 成为发展智能汽车重点

Volkswagen新款全电力车，因应电控设备与安全性，全新EV概念车必须考量电控零组件的整合设计方案，想达成完美整合条件并不容易。Volkswagen

随着电子科技技术趋于成熟，各种智能控制应用功能大多已能采取电子技术进行设计，但若要让应用科技变得更加实用，操控应用的人机界面设计已成产品差异化关键，尤其车载娱乐系统对于驾驶或同车乘客来说，能使用的操作型态有限，如何达到便捷操控与实用性，成为车载娱乐系统开发的重点...

汽车产业以往重视的是车辆设计性能、节能等各种性能指标，但在汽车产品设计各方面技术趋向成熟下，利用电子科技建构的车载娱乐系统，反而成为消费者对于选购车辆的另一个考量重点，而如何在UI(User Interface)、UX(user experience)的操作应用上增加目标客层的好感，已经成为车载系统设计开发的重点。

一如消费性电子产品的开发重点已经从原先的「功能」，慢慢将开发重心移转到「UI」与「UX」新战场；潜在购车用户在进行购车决策考量时，也不再只是比较功能方面的小差异，反而会将产品的易用性放在较高权重来进行最后决策参考。

人机界面设计 成为车载娱乐系统开发重点

以汽车电子应用环境检视，发展相对较成熟的关键技术，如语音控制、手势控制、触按控制、脸部识别...等人机界面HMI(Human Machine Interfaces)技术，不管在传感技术上已相较以往成熟，发展相关应用开发资源亦较以往来得更加完整。

因而系统开发设计师，将需面对较以往更繁杂的开发选项，因为使用者界面还是会以操作更简易的声控、触控应用为发展方向，因此如何发展出更智能或能预测用户操作行为、减少错误操作发生之界面设计方案，成为系统设计师的新挑战。

在实际开发方案中，系统设计若需追加高度智能人机界面设计方案，这代表着单纯的车载娱乐系统所需硬件运算效能、存储器储存要求将不敷所需，因为系统设计必须考量到：例如「声控」人机界面处理所需的额外信息处理、识别、对应语音指令的处理负荷相对增加许多；另外，如声控指令处理为达到实用的实时回馈效果，增加操控顺畅度，加强系统反馈效能也必须强化整体效能达一定程度，才能令声控人机互动达实用水准。

新颖语音控制人机互动设计 成为系统设计新挑战

在现有车载系统中，多半采行嵌入式系统设计，而嵌入式系统应用平台多半在处理器性能、存储器系统资源相对有限的状态下运行，对于需进行如语音指令处理与执行、TTS(Text To Speech)系统语音互动等机制运行，有限的系统处理资源势必会造成车载系统之操作界面的运作瓶颈，即便系统效能足以应付多元核心应用功能所需，但在操作界面反馈不良造成操作误动作或延迟，已经造成用户对于UX反馈的不良印象。

尤其是车载系统应用情境中，不论是车主或是乘客，其能使用的操作程序应尽量减少操作负荷，因此车载系统势必需追加智能操作判断与决策设计方案，不仅要令系统可做出准确预测判断，同时也需在系统处理核心应用、与界面操作处理反馈效能上，皆能满足用户的操作需求。

当嵌入式系统需承载较以往应用多达三、四倍的人机界面运算处理，或UI互动反应功能，对于嵌入式系统相对有限的硬件资源配置而言，高互动应用操作成为新的产品开发瓶颈。这意味着嵌入式硬件平台，必须同时考量升级通用运算处理器，或针对语音或手势之类的识别操作机制，寻求高效处理加速方案；同时，相关互动操作所导致的系统功耗增加，也必须同时考量嵌入式系统的对应改善硬件设计。

嵌入式系统资源相对有限 以外部硬件加速特殊运算

为满足高度互动或进阶视觉效果操作体验，车载娱乐系统所采用的嵌入式硬件平台，也开始必须考量3D高度互动操作界面设计方案。而为满足3D原生系统整合与呈现，嵌入式硬件平台就必须考量多核心架构、3D GPU整合方案，需同时整合多核心通用处理器与多核GPU，才能满足运行负荷日益增加的3D化操作界面设计需求，避免大量3D互动呈现反而拖累了核心应用的处理效能，甚至造成使用车载娱乐系统音乐或视频时出现顿挫问题。

与一般传统车载娱乐系统所使用的大量实体按键式人机操作界面不同，新颖的车载系统必须更重视3D视觉界面呈现，搭配如触控或声控操作机制来进行操作互动指令，但由于UI操作为了顾及UX体验最佳化表现，新设计方案必须考量针对UI演算处理之硬件加速设计方案。

例如，UI呈现、处理因需要顾及呈现内容实时反馈，因此需要大量且高度密集繁复运算，即便使用双核、甚至四核心通用处理器，也会面临UI互动对系统造成影响的可能性，因为UI相关处理所需的系统运算资源，会与核心应用处理产生资源相互竞争状况，优化设计应考量设置硬件式的UI加速处理单元、或搭配软件演算法最佳化设计。

硬件加速可增快系统回应 提升产品正向使用体验

其实，利用硬件加速系统运行部分工作之处理效能，并非新颖技术。例如，目前最常见的GPU图形加速处理器、DSP数码音效处理器、通讯处理器等，均为将特殊集中在某些信号处理、运作处理的工作子集，以专属演算法自一般逻辑运算中区隔出来独立处理，避免这种大量数据运算程序影响正常工作的执行效能，尤其在系统运算资源彼此相互竞争的设计限制下进行突破，在系统反应效能与特殊运行需求均能兼顾的前提下，利用硬件加速方案进行效能改善。

同样的状况，在高度3D视觉操作互动、语音操控指令识别与其他先进人机互动界面设计，均可使用相同概念利用硬件加速设计方案，针对性地提升硬件平台整体运行顺畅度。

但针对UI与UX应用需求所需的硬件加速方案，由于在应用端使用方案较难如绘图加速、加？解密加速、音效处理加速等硬件加速方案较能整体规划应用架构，因为涉及语音指令、3D操作界面加速等应用大多仍采离散型的设计方案整合，或是部分使用嵌入式硬件平台GPU或部分DSP组构设计方案，不同设计取向下硬件设计可能较难一体适用，相对限制UI专属硬件加速解决方案之配套设计。

车载系统整合云服务 无线通讯链结速度是关键

此外，车载娱乐系统除UI/UX体验需强化设计方案外，新发展趋势为整合云端资源的产品设计需求。对于云服务如影音、音乐资源撷取、分享应用，车载系统所采行的通讯传输解决方案，也会影响用户操作体验！

目前常见无线通讯整合方案，因应车载系统移动化设计限制，采行方案会以基于无线通讯环境的3G/4G蜂巢式通讯网络进行云资源撷取硬件设计，达到随时联网需求。对于云端影音串流应用，在现有3G/4G无线通讯技术下，大多可满足使用所需，反而是如同iOS应用的Siri语音识别服务较难处理。

以Siri技术方案检视，语音撷取识别会有大部分的分析与回应为利用云服务完成，而3G/4G的网络接取链结建构时间若较长，则会大幅影响语音识别与运行服务顺畅度，语音传输过程亦可能因为数据封包传输遗失，导致云端识别回传的系统回应出现误动作，大幅影响使用体验。

无线通讯网络整合方案一方面需考量通信服务商本身的信号覆盖状况，其中可能影响的是通讯基站布建密度、通讯技术链结处理效能，同时通讯服务商串连基站骨干网络品质，都会影响车载娱乐系统与云服务的使用体验，尤其是网络接取造成服务延迟，通常也是最容易造成消费者使用反感的关键问题。