我国首个车载操作系统实现开源,未来将对国内车机行业有何影响?

快乐的码农 2023-05-31
2109 字丨阅读本文需 5 分钟

5月27日,中国汽车工业协会举行T10 ICV CTO闭门峰会,并发布了中国车用操作系统开源计划中首个微内核开源项目。会上,业内头部企业和智能网联产业链上下游企业专家代表围绕产业链创新协同、车用操作系统、智能网联汽车数据安全与应用、自动驾驶量产落地等主题进行研讨。

中国车用操作系统,是中国汽车产业从汽车大国迈向汽车强国必须攻克的战略要地。据中汽协方面介绍,车用操作系统开源计划重在产业生态共建。由协会牵头引领行业企业,共建智能网联汽车车用操作系统中国方案,坚决打赢中国车用操作系统攻坚战。

在中国工程院院士李克强看来,中汽协软件分会发布中国车用操作系统开源计划、并推出开源操作系统微内核,将有助于行业在芯片、工具、内核、应用、产业、开源等多个层面自由发展,推动汽车领域的技术发展和开源生态建设,形成可持续发展的汽车软件创新平台。

中国科学院院士何积丰认为,微内核开源对建设汽车控制统一框架具有推动作用。“先提供基本的标准、协议、数据,在公共服务层面上达成共识,以及在具体功能上如何实现,这样可以形成百花齐放的局面。”他说,“积累的过程很重要,先做起来,让行业知道微内核有发展前景,才能引领各家企业共同投入。”

据悉,此次由中电科普华基础软件提供的开源微内核,将采用木兰公共许可证(第2版),已通过开放原子开源基金会代码托管平台公开发布包括初始化代码、核心功能源代码、芯驰G9X适配代码等共计122个文件、14883行源代码。计划将于2023年底实现功能验证,2024年实现功能安全验证,2025年实现量产验证。

开源车用操作系统内核架构

据悉,普华基础软件联合软件分会成员单位,一汽、东风、长安、中汽创智、中电科32所、西部智联、地平线、芯驰、先进操作系统创新中心、电子科技大学等企业和高校结成开源共建伙伴,实施开源计划。本次开源的车用操作系统内核,将采用微内核技术路线,针对智能驾驶在实时性和安全性方面的要求进行创新设计,进一步提升操作系统的性能。

据了解,车载操作系统内核可粗略分为宏内核及微内核,宏内核将模块集成并在内核进程中运行,管理更多资源;微内核简化内核功能,提供模块化设计。

微内核可靠性比宏内核更高,诸如驱动程序、协议栈、文件系统、应用程序等都在微内核之内存受保护的安全的用户空间运行,组件之间能避免相互影响,在遇到故障时也能重启,不会造成崩溃。

目前车载操作系统OS分为QNX、LNX和安卓三大阵营。其中,QNX采用微内核架构;Linux为宏内核;安卓则是基于Linux内核开发。

采用微内核架构的QNX不开源,授权费用昂贵,且娱乐生态应用开发不完善。Linux和安卓安全性略逊一筹,但开源无需支付费用,且安卓的应用生态较为完善。

基于座舱不同部分对安全性及实时性的差异化需求,目前车载操作系统底层大多采用QNX+Linux或QNX+安卓的组合形式。例如数字液晶仪表显示车辆关键信息,强调安全及实时性,一般采用QNX系统;车载信息娱乐系统提供多媒体娱乐、智能导航、蓝牙电话等用户体验相关功能,大多采用Linux或安卓系统。

总体来说,底层操作系统主要以海外厂商为主,QNX与Linux的市场占比达到80%。由于底层基础操作系统的研发是一个系统工程,开发难度大、开发周期较长,需要投入大量的人力、财力,所以市场目前欠缺新的玩家。

车企传统供应链模式将发生转变

整车厂传统采购模式主要围绕硬件制定组织、流程和工具,而面向当前及未来 软件定义汽车所要求的电子电气架构正由信号导向向服务导向转变,并带来软硬件的充分解耦与供应链协同模式的转变。 整车厂 已经开始思考软件的 Maker or Buyer 策略、采购策略、质量保障 以及组织优化等关键问题 ,比如:

软件价值链的 哪些环节应由整车厂自研把控?哪些环节应该交给外部供应商来提供?

整车 厂如何与供应商协作以有效保障和把控 软件系统的开发成熟度与完成度?

针对软件开发,整车厂如何调整长 期合作关系与并购投资规划?如何拓展与软件供应商以及其他伙伴的合作关系?

随着汽车智能化的深入发展汽车的软件和硬件复杂度将越来越高 传统以硬件设计为中心的 V 型开发流程 亟需优化 。 传统分布式 电子电气 架构 对新 功能的持续迭代 、 快速升级变得越来越困难 ,很多机械类的 硬件产品 即便 一个很小的变更 也要牵动整车的更改 ,要按照 V 型开发流程进行严格验证,是 导致 传统整车开发周期长的主要原因。

而通过软硬件 分层解耦架构 ,汽车开发将进入到以软件为核心的迭代开发新模式。 在该模式下 软件和硬件不仅可以同步进行平台化开发 还可保持差异化上市和持续升级迭代 从而 大大缩短产品的研发周期 。如现在大多数智能汽车在开发时,会优先进行硬件的冗余设计,以便日后通过 OTA 功能来持续升级,而用户在购车的时候无需一次性购买一整包的全家桶,用户可以自由选择配置。

软件功能的开发不再受整车上市流程约束,具有一定的灵活性。软件功能可灵活 复制到其他车型,而无需同一功能在不同车型上开展大量重复性定制开发 工作。

在使用车辆的过程中,用户可以 按需订阅 新功能,让整车厂与用户的联接不单单是买车 环节 这一次,而是 用车的 全生命周期的互动,产生更多交易的可能。

如处于转型中的德国大众汽车,在面向未来发展时,其正在进行研发流程和组织管理优化 。 据报道 大众将以软件优先,聚焦车辆的系统和功能,使得技术研发更加高效互联,实现车辆研发周期缩短 25%25%,从 54 个月缩短至 40 个月。

此外,过去汽车出现了大批因软件 问题而发生的召回事件,大大增加了整车 厂 的召回成本。而在软件定义汽车的 开发模式 下,整车 厂 可通过 OTA 远程进行问题修复 ,并可减少召回引起的运营支出 ,同时 快速响应客户的需求。进一步来看,未来在用户同意的前提下,还可利用远程技术对车辆状态开展在线实时监测,做到故障和危险提前预警,真正保障用户安全出行。

文章来源: 国际电子商情,科创板日报,北京日报

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