車載コンピュータにLinuxが選ばれることが多いのは、端末が汎用モバイルアプリプラットフォームではなく、専用マシンの一部である場合です。ソフトウェアチームは、制御されたブートシーケンス、カスタムQTインターフェース、CANまたはシリアルデバイスへの直接アクセス、バックグラウンドサービス、ローカルログ記録、および承認されたエンジニアリングプロセスを通じてのみ変更されるシステムイメージを必要とする場合があります。
Linux搭載型コンピュータは、組み込みHMI、機械制御、ガイダンス、産業データ収集、および長期OEMプロジェクトに適しています。ただし、Linux単体では、厳密なリアルタイム動作や安全認証を保証するものではありません。タイミングは、カーネル、ドライバ、アプリケーションアーキテクチャ、ワークロード、および検証に依存します。購入者は、必要な応答時間を定義し、最終的なハードウェアでテストする必要があります。
組み込みチームが車載用Linuxを選ぶ理由
Linuxを使用することで、組み込みチームは端末を一つの作業に集中させることができます。エンジニアは不要なサービスを削除したり、起動直後にHMIを起動したり、技術者が簡単に見つけられる場所にログを配置したり、停電後のストレージの復旧方法を決定したりできます。このような高度な制御は貴重ですが、同時に担当者を明確に定める必要のある作業も生み出します。
QTは、専用のグラフィカルインターフェースとして一般的に使用されます。QTアプリケーションは、デスクトップ環境を表示することなく、機械の状態、ガイダンスライン、アラーム、カメラ映像、または操作制御情報を表示できます。インターフェースは起動後に自動的に起動し、エンジニアリング設定へのアクセスを制限できます。
長期的な管理ももう一つの理由です。数年にわたって運用されるプロジェクトでは、頻繁な消費者向けプラットフォームの変更よりも、安定したイメージ、文書化された依存関係、そして計画的なメンテナンスリリースの方が望ましいでしょう。このメリットは、顧客とサプライヤーがソースコードの所有権、ビルドツール、ライブラリ、更新ポリシー、そしてサポート責任について合意した場合にのみ実現します。
Linuxは自動的にリアルタイムではありません
「リアルタイム」には具体的な数値が必要です。画面が速く感じると言うだけでは、イベントが20ミリ秒、50ミリ秒、またはその他の固定時間内に処理されることを証明するのとは全く異なります。イベント、その期限、テスト中の負荷、そして期限を過ぎた場合のシステム応答を記録してください。
その回答に応じて、設計ではリアルタイムカーネル、優先度スケジューリング、独立したプロセッサコア、マイクロコントローラ、または独立した安全コントローラが使用される可能性があります。多くの車両では、LinuxターミナルはHMIの処理とデータの記録のみを行い、専用のECUが制御ループの実行を継続します。これらは全く異なる2つの設計です。
システムをリアルタイムと呼ぶ前に、カメラをアクティブにし、CANトラフィックを目標レートで実行し、ログ記録を有効にし、ネットワーク通信を実行し、グラフィカルインターフェイスに負荷をかけた状態でタイミングテストを実行してください。テストには、温度、繰り返し起動、ストレージ使用量、および想定される周辺機器の使用状況を含める必要があります。
典型的なLinux車載コンピュータアプリケーション
専用マシンHMI
建設機械、農業機械、鉱山機械などでは、動作モード、アラーム、センサーデータ、カメラ映像、サービス情報などを表示するための承認済み画面が1つ必要となる場合があります。LinuxとQTを使用することで、ソフトウェア開発チームは、無関係な一般消費者向け機能を外部に公開することなく、制御されたインターフェースを作成できます。
CANおよびシリアルデータゲートウェイ
ゲートウェイとして、端末はCANをリッスンしたり、RS232またはRS485機器を読み取り、GNSSデータを受信したり、イベントログを保持したり、選択したレコードをイーサネットまたは4G経由で送信したりすることができます。ポート数を数えるだけでは不十分です。エンジニアリングシートには、ビットレート、電気的絶縁、終端、ピン配置、各メッセージの所有者、およびLinuxビルドが必要なドライバを公開しているかどうかも記録する必要があります。
誘導・位置決め端末
Linuxは、GNSSまたはオプションのRTK測位とマシンデータを組み合わせた専用のガイダンスインターフェースをサポートできます。ただし、完全なソリューションを実現するには、アンテナ配置、補正データ、座標処理、測位ステータス、コントローラとの通信、および補正データが失われた場合の明確な応答が必要です。
ローカルエッジ処理
一部のプロジェクトでは、カメラやセンサーのデータをローカルで処理してから結果をクラウドに送信します。必要なプロセッサ、メモリ、ストレージ、GPU、アクセラレータはアルゴリズムによって異なります。プロセッサ名からパフォーマンスを推定するのではなく、ターゲットハードウェア上で実際のワークロードを実行してください。
PDS Linux ハードウェアの出発点
PDSは現在、T7およびT12向けにLinuxオプションを提供しています。そのため、車内レイアウトやアプリケーションの負荷に応じて、小型または大型スクリーンのLinux搭載型車載コンピュータを選択できます。
| 選抜ポイント | PDS T7 | PDS T12 |
|---|---|---|
| 画面 | 7インチ、1024 x 600、750 cd/m2以上 | 12.1インチ、1280 x 800、750 cd/m2以上 |
| Linuxオプション | Linux 4.9 + QT5 | Linuxカーネル5.15 + QT5.15 |
| 公開プロセッサ | 最大1.5GHzのクアッドコアCortex-A53 | 8コアCortex-A55、最大1.8GHz |
| 公開メモリ/ストレージ | 2GB / 16GB | 4GB / 64GB、オプションで256GBストレージも選択可能 |
| オペレーターレイアウト | 前面に4つのファンクションキーを備えたコンパクトなスクリーン | マルチパネルHMI用の大型タッチスクリーン |
| 公開されている車両インターフェース | 拡張コネクタ、カメラ、GNSS/LTEアンテナオプション | CANポート2つ、RS232ポート2つ、RS485ポート、イーサネットポート、GPIOポート、カメラポート4つ |
| パワーと保護 | 9～36V DC、IP66 | 9～36V DC、IP66 |
コンパクトなインターフェースをお探しなら、まずPDS T7をレビューしてみましょう。小型ボディと4つのフロントキーは、タクシー、小型トラック、小型農業機械などの小型スクリーンに最適です。一方、 PDS T12は、大型HMIにゆとりを持たせ、カメラや重機データに必要な接続端子を備えた、まさに理想的な選択肢と言えるでしょう。
各ソフトウェアレイヤーの供給者と保守者を書き留めてください。
Linuxのプロトタイプは完璧に動作しても、ソフトウェアイメージの所有権が誰にあるのか合意できないために、量産前に頓挫してしまう可能性があります。デバイスサプライヤーは顧客がそれを構築することを想定しているかもしれませんし、顧客はカーネル、ドライバ、リカバリイメージが保守されることを期待しているかもしれません。最初の試作機を発注する前に、こうした境界線を明確に文書化しておくことが重要です。
- 正確なLinuxカーネルとQTのバージョン。
- ボードサポートパッケージ、ツールチェーン、SDK、およびビルド手順。
- CAN、シリアル、カメラ、GNSS、4G、Wi-Fi、Bluetooth、イーサネット、USB、およびストレージへのドライバアクセス。
- ブートローダー、スプラッシュスクリーン、アプリケーションの自動起動、およびサービス依存関係。
- ルートアクセス、ユーザー権限、セキュアシェルポリシー、および本番環境の認証情報。
- ログ記録場所、ログローテーション、クラッシュ記録、およびリモート診断。
- イメージ更新方法、ロールバック、リカバリメディア、および現場サービス手順。
- 選択した構成におけるソースコードの所有権およびサポート期間。
車両の電源遮断に備えた計画
Linuxファイルシステムは、書き込み中に電源が切断されると破損する可能性があります。端末とアプリケーションは、車両の点火動作に合わせたシャットダウンおよび復旧戦略が必要です。ACCがどのように検出されるか、シャットダウンを遅延できるか、どのデータを消去する必要があるか、そしてデバイスが短時間の起動を繰り返した際にどのように動作するかを確認してください。
実際のログ記録レートで、本番環境のストレージ構成をテストしてください。カメラファイル、データベース、診断ログを書き込むシステムは、単純なHMIとは異なる戦略が必要です。プロジェクトのリスクに応じて、読み取り専用パーティション、ジャーナルファイルシステム、バウンドログ、アプリケーションチェックポイント、リカバリモードなどを検討してください。
ドライバとインターフェースを単一のシステムとして検証する
パイロットテスト中は、計画されているすべての周辺機器を接続してください。2つのCANネットワークを同時に動作させる場合は、両方を同時にテストしてください。各シリアルデバイスについて、RS232またはRS485のどちらを使用しているかを記録し、ボーレート、ピン配置、ケーブル長、および終端処理を確認してください。テスト中はカメラを抜き差しして、起動順序、プレビュー遅延、解像度、および録画の回復状況を確認してください。
4GおよびGNSSについては、アンテナの配置、対象市場の周波数帯、SIMの動作、時刻同期、測位出力、信号喪失後の復旧状況を確認してください。短時間のベンチテストでは正常に動作するドライバでも、点火サイクルを繰り返したり、長時間動作させたりすると、動作が異なる場合があります。
セキュリティとアップデートには、実務的な責任者が必要です。
デフォルトパスワードを削除し、サービスを制限し、本番環境用のキーを保護し、リモートアクセスに関するドキュメントを作成してください。ソフトウェアの脆弱性を監視する担当者と、アップデートを承認する担当者を決定してください。安定したイメージは、放置されたイメージにならないようにしてください。
段階的な展開を実施してください。まず少数の車両をアップデートし、起動、アプリケーション、インターフェース、データ、オペレーターからのフィードバックを監視してから、徐々に拡大してください。アップデートが失敗した場合に備え、復旧イメージと車両を運行再開させるための明確な手順を用意しておいてください。
LinuxとAndroid、どちらをプロジェクトに使用すべきか？
端末が組み込みチームによって保守される専用の組み込みシステムである場合、特にプロジェクトでカスタムQT HMI、制御サービス、直接的なハードウェア統合、および安定した製品イメージが必要な場合は、Linuxを選択してください。プロジェクトがタッチ操作を最優先とし、アプリ指向であり、モバイル開発チームによって保守されている場合は、Androidを選択してください。
どちらも車両アプリケーションに対応可能です。より安全な選択肢は、既存のソフトウェア、開発者のスキル、周辺機器、アップデートプロセス、サポート期間に適合するプラットフォームを選択することです。他の業界で一般的だからといって、特定のオペレーティングシステムを選択するべきではありません。
よくある質問
リアルタイムの車両制御にはLinuxの方が適しているのでしょうか？
自動的には実行されません。システムには明確なタイミング要件とテスト済みのアーキテクチャが必要です。重要な制御は専用のECUまたはマイクロコントローラで行い、LinuxはHMI、ログ記録、および通信を処理します。
PDS T12はAndroidとLinuxに対応していますか？
現在のT12のページには、Android 13と、オプションのLinuxカーネル5.15 + QT5.15構成が記載されています。開発を開始する前に、製品版イメージ、ドライバ、インターフェース、およびサポート提供内容を正確に確認してください。
コンパクトなLinux HMIとしては、どちらのモデルが適していますか？
T7はより小型のエントリーモデルで、物理的なファンクションキーを備えています。T12は、大型のマルチパネルインターフェース、複数のカメラビュー、およびより広範な車両接続機能に適しています。
画面を選択する前にシステムスケッチを完成させてください
Linux搭載型車載コンピュータを選ぶ前に、まず1ページにシステム構成図を描いてみましょう。端末上で動作するプログラム、ECUに保持されるプログラム、接続されているすべてのインターフェース、点火・シャットダウン経路、ソフトウェア保守ツール、そして復旧方法を図示します。この図が完成すれば、必要な画面サイズやハードウェア構成について議論の余地はほとんどなくなります。
HMIレイアウト、LinuxおよびQTの要件、起動条件、インターフェース一覧、カメラ数、位置決め要件、車両の電源条件、販売先市場、生産数量を添えてPDS Technologyまでお問い合わせください。弊社のチームが、エンジニアリング評価に適したT7またはT12構成の選定をお手伝いいたします。
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PDSテクノロジーについて
PDS Technologyは、高精度RTK GNSS端末および車載コンピュータの大手OEM/ODMメーカーであり、2011年以来、農業、建設、鉱業、タクシー、物流業界にサービスを提供しています。
15年以上にわたる車載グレードの研究開発経験に基づき、当社は堅牢なマルチOS（Android/Linux/OpenHarmony）対応デバイスを提供しています。これらのデバイスは、RTKによるセンチメートルレベルの測位精度、IP66の保護等級、そしてAI対応性能を備えています。IATF16949認証を取得した当社の工場では、世界中で10万台以上の製品を生産し、中国の農業用自動操舵端末市場で30%以上のシェアを占めています。日本、米国、英国、トルコ、ロシアをはじめとする世界各国に製品を輸出しています。
