當前位置: 華文問答 > 數碼

車載系統都在用什麽作業系統?

2013-10-19數碼

國產化作業系統開始發力

2023年,華為、斑馬智行 、小米、蔚來等國產廠商紛紛在作業系統市場發力,推出具備競爭力優勢的作業系統版本,適配了國產芯片方案並獲得主機廠定點專案。

2023年國產汽車作業系統市場動態(部份)\\

圖片來源:佐思汽研整理

譬如,小米、蔚來等推出了整車作業系統,普華和中興等供應商加強了作業系統微內核的即時、安全等功能。

2023年10月,小米推出自研的HyperOS,底層采用Linux與Vela內核融合,中介軟體接入AI子系統,在多工處理流程中設定優先級,采取分級排程的形式提升作業系統處理效率。

在生態上,小米打造了CarIoT生態,打通互聯網IoT與汽車領域,實作「人車家全生態」理念。

小米HyperOS架構\\

圖片來源:小米在中介軟體方案中,Autosar 依然成為多數主機廠在車控、自動駕駛領域的選擇之一,但其與國產芯片不能完全適配,且現場通訊處理的反饋時間偏長,不能完全滿足車企需求,導致部份供應商和主機廠自研微內核與中介軟體。2023年5月,中國汽車工業協會正式釋出中國車用作業系統開源計劃中首個微內核開源專案,該專案計劃在2025年實作基於開源微內核的自主車用作業系統,並逐步替代QNX。其中,開源微內核由中電科普華基礎軟件提供,采用木蘭公共特許證(第2版);芯片由芯馳科技提供,型號為G9X。

普華提供的「龘」(EasyAda)微內核可以實作面向各類芯片平台和套用場景提供安全內核;針對汽車領域,中電科普華基礎軟件對該微內核進行了相應的即時性改進機制,如面向自動駕駛大規模運算時,基於優先級的搶占機制,微內核的搶占排程策略,以及整合演算法,中斷、延時機制等技術手段,來改進微內核即時性方面的表現,以突破即時性和效能要求。

普華的「龘」微內核架構\\

圖片來源:普華

主機廠:實作整車作業系統的三種方式

汽車作業系統演進路線\\

圖片來源:佐思汽研

隨著EE架構向中央計算架構發展的背景下,軟件系統開始向SOA架構演變,其中作業系統開始由域作業系統向整車作業系統演進。

整車作業系統是基於SOA架構,透過中央計算平台融合座艙作業系統、智駕作業系統、安全車控作業系統的功能,從而提供同一套編程介面的整車級平台,特點是分層解耦、架構統一,透過提供統一介面,提升車企開發效率。整車作業系統透過集中排程硬件資源和算力,實作整車各域功能的排程和融合。

佐思汽研認為, 整車作業系統的實作方式可分為三個層級,如下表所示:

整車作業系統的三種實作方式\\

圖片來源:佐思汽研

方式一,以華為為例:

2023年4月,華為推出iDVP智能數碼底座(即整車作業系統),該平台為基於SOA架構設計的數碼底座,融合了華為各個域作業系統(智駕作業系統AOS,座艙作業系統HOS、車控作業系統VOS)的功能,透過原子服務層實作軟硬件解耦,從而實作跨車型開發的快速適配。

華為iDVP智能數碼底座方案\\

圖片來源:華為

2023年,搭載iDVP平台的代表車型為智界S7 和問界 M9,兩個車型的途靈底盤基於iDVP智能數碼底座開發,並透過iDVP智能數碼底座配置的HUAWEI xMotion等原生套用,實作對車輛的驅動、制動、轉向、懸架進行中央協同控制。2024年,iDVP平台計劃有7款車上市。

方式二,以蔚來為例:

2023年9月,蔚來釋出整車作業系統「天樞Sky OS」,采用自研的微內核與虛擬機器取代了QNX內核服務。該整車作業系統分為四個模組,其中SkyOS-M模組基於自研微內核構建,具備強即時性與安全性,該微內核架構上配置艙駕一體的虛擬機器體系,搭載於蔚來NT 3.0平台;SkyOS-L模組則采用自研的中介軟體平台,代替Autosar方案。

天樞SkyOS架構\\

圖片來源:蔚來汽車

在作業系統研發的過程中,蔚來釋出多項技術,包括用於實作多核處理系統上的任務排程和提升任務排程效率等技術。其中,在多核處理系統上排程目標任務采用了多層排程模型,並搭載公平輪詢演算法/最空閑優先演算法等,整車作業系統能夠透過感知功能群,協調不同的工況下的硬件資源(算力、傳感器)。

用於在多核處理系統上排程目標任務的流程\\

圖片來源:蔚來汽車

Linux、鴻蒙、天樞等作業系統對多工采用了不同的排程方式,並由最初的統一排程演化到了多層排程,提升了處理效率,同時提升了安全效能。

Linux、鴻蒙、天樞的多工排程方式對比\\

圖片來源:佐思汽研整理

方式三,以大眾為例:

大眾VW.OS由SDK(軟體開發套件)、參考應用程式、軟件元件和用於嵌入式軟件和雲連線的配置工具組成,透過與VW.AC(大眾汽車雲)、大迴圈數據聚合系統(BigLoop)聯合工作,形成整車軟件開發平台,實作分布式處理向集中式處理方式的轉換,達到核心架構減少到三個車載中央處理器。

截至2023年2月,保時捷與奧迪的部份車型已經搭載該軟件平台的1.2高級版本的部份元件(包括軟件更新、雲端數據傳輸、診斷和數據積累),大眾計劃將完整的軟件平台作為2.0版本在2025年推出,合作夥伴包括黑莓和微軟等。

大眾VW.OS架構\\

圖片來源:大眾

供應商:構建作業系統生態圈

作業系統的規模化套用,需要強大生態系的支持。2023年,汽車OS供應商在積極落地整車作業系統的同時,加大對作業系統生態的拓展,包括適配更多國產化芯片、建立更多的上下遊合作夥伴等。

上下遊合作:

中科創達:由子公司滴水智行和中國(上海)自由貿易試驗區臨港新片區密切合作,建立整車研發基地;

與大眾旗下Cariad公司合資成立Carthunder公司,在智能網聯、智能座艙、作業系統等領域開展合作。

誠邁科技:與EB在Autosar領域建立戰略合作關系。

芯片:

中科創達:中科創達與高通芯片深度繫結,如在搭載了高通 8 系列芯片平台的邊緣器材上實作了 LLaMA-2 130 億參數模型的穩定執行,透過 AI 大模型提升整車平台產品的競爭力。誠邁科技:2023年,誠邁科技基於地平線TogetheROS.Auto平台,構建了面向J5、J6平台的Hesper OS軟件平台產品方案,該方案以FusionDrive的功能為基礎,增加SOA服務功能;此外,誠邁科技與輝達簽訂合作協定,成為其生態系軟件合作夥伴,為智能駕駛相關企業提供基於Orin及Xavier芯片的智能駕駛視覺方案。

構建開發者生態:

如華為,推出HarmonyOS NEXT ,並提供面向開發者的中介軟體和工具鏈。

中科創達整車作業系統發展歷程\\

圖片來源:中科創達

【2023-2024年全球與中國汽車作業系統研究報告】內含

廣義汽車作業系統及企業:東軟睿馳NeuSAR、中科創達、ETAS、誠邁科技、EB、、國汽智控、輝達DRIVE OS、小度車載OS、Apex.AI、普華、中瓴智行、中興通訊GoldenOS、億咖通......

主機廠整車作業系統:Tesla OS、蔚來天樞、小米Hyper OS、理想汽車、小鵬XsmartOS、零跑汽車、大眾VW.OS、豐田 Arene OS、 寶馬、奔馳MB OS、一汽FAW.OS、廣汽普賽OS、吉利汽車、長城、長安、奇瑞CHERY-OS、 東風、比亞迪BYD OS......