Carplay技术的那些事 | （荷阁分享）

一·编辑导语

       随着科技的不断发展，车机与手机的深度互联已成为当今车载信息系统的核心特征，提升了驾驶体验，同时推动车联网和人车生活一体化。在日常生活中，车主期待智能手机能轻松在车载显示屏上投影，通过车载系统方便地操作导航、音乐、电话等功能。

       随着智能出行时代的来临，车载信息娱乐系统以前所未有的速度发展，苹果公司的CarPlay技术成为这场变革的明星。作为创新的车载互联系统解决方案，CarPlay以卓越用户体验和广泛设备兼容性打破了车机与智能手机的隔阂，引领了车内人机交互的潮流。通过深度融合iOS生态系统与车载硬件，CarPlay将iPhone功能扩展至汽车仪表盘，为驾驶者提供更安全、直观、高效的行车信息获取与操作体验。

       本文深度解读CarPlay技术的理念、机制及对汽车行业的影响，带领读者领略这项技术如何重塑我们与爱车的互动方式。随着汽车智能化进程的加速，CarPlay已成为众多汽车制造商和消费者必备的功能，标志着车机与手机互联的崭新篇章。

二·CarPlay 有线连接

       Carplay的有线连接，即通过物理数据线将iPhone设备与车辆的车载信息娱乐系统（IVI）相连，以实现CarPlay功能的激活和使用。通常情况下，这种连接是通过 Lightning 数据线（适用于iPhone 5及以后的机型，最新IPhone15 使用type-c数据线）将iPhone插入车辆的USB接口来完成的。通过有线连接，CarPlay能够实现高速、稳定的数据传输和电源供给，允许用户在车载显示屏上操作和使用iPhone的部分功能，如导航、拨打电话、听音乐、查看信息等。

下图1就是Carplay的有线连接结构框图

从图中可以看出，手机通过usb的方式与车机交互信息。传递给车机的信息主要分为2大类：

       1、iAP2（Interface Accessory Protocol）协议传递的传感和基本数据，包含音乐的歌曲信息、导航的文言信息、电话信息等（即可以用文言描述的信息不包含声音和画面）

       2、激活USB的NCM(Network Control Model)功能，设置IP路由的网络协议，充分利用USB的高速传输能力，将手机投屏的视频流信号和音乐/语音的音频流信号，传递给中间件Communication Plug-in处理后分别展示。

三·iAP2协议

四.CarPlay 无线连接

1、配置接口描述符

上面说的iAP2协议和USB NCM的功能实现都需要在USB的驱动中完成对应适配处理。

2、枚举设备

也就是监测到USB的插入，一般系统都有的，代码中我们要做的就是通过USBDevice的PID、VID参数判断一下插入的USB是否是IPhone。

3、检查设备是否支持CarPlay

可以通过USB端口使用 controlTransfer接口发送请求，查询设备IPhone的CarPlay是否可用。

4、Iphone Usb角色切换

因为USB连接数据传递是区分主机和从机的，手机插到车机上默认车机是host（主机）模式，手机是device（从机）模式。carplay的使用以手机为主机控制投映，所以需要先将IPhone切换为Host。

5、车机角色切换

同上一步原因，车机默认是Host模式，需要切换成device模式。

6、iAP2 身份认证

在USB角色切换成功后USB通道就成功建立，可以接收/发送iAP2数据，按照CarPlay标准流程进行Identification，Authentication，所需数据较多，且无线与有线的身份认证有差异，但数据包格式相同

7、激活NCM功能NCM功能激活后通过网络协议便正式开启CarPlay 会话，CarPlay Session相关数据传输则通过苹果官方插件库中提供的方法进行。

五.无线连接流程

1、IPhone设备检测

通过蓝牙查询设备的UUID

2、连接socket

通过iAP2 UUID连接蓝牙socket

3、Beacon

无线CarPlay需要支持 Beacon Request and Report protocol以及Beacon Request and Report frame。Beacon：采用低功耗蓝牙（Bluetooth Low Energy, BLE）技术的小型无线设备

4、open WiFi AP

因为在蓝牙socket通道中完成认证时需要向IPhone提供车机的热点信息并保证热点是可连接状态，所以WiFi热点的信息和打开操作需提前进行，以保证后续WiFi顺利连接。

5、 iAP2 身份认证

在Socket连接成功建立后，可以接收/发送iAP2数据，按照CarPlay标准流程进行Identification，Authentication。

6、开启CarPlay会话

身份认证成功且IPhone设备成功连接到车机热点后成功开启CarPlay Session

7、断开蓝牙

在CarPlaySession成功建立后会收到Disable Bluetooth指令

随着5G、AI、物联网等技术的持续进步，车机与手机的互联将进一步深化，开启全方位的人车生活一体化时代。我们有理由相信，未来的车载互联将不再是单一设备间的简单对接，而是多元生态的深度融合，真正实现“移动空间”的智能化与个性化，让每一次出行都充满无限可能与乐趣。让我们共同期待并见证这一技术演进所带来的美好出行未来。

        愿景：创数字赋能出行的优质品牌

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