“缺芯”受關(guān)注，“少魂”被忽略？工信部原部長(zhǎng)呼吁車用操作系統(tǒng)加快自主可控

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/梁浩斌）最近，車用操作系統(tǒng)受到了國內(nèi)汽車行業(yè)的關(guān)注。上周，中國工業(yè)和信息化部原部長(zhǎng)苗圩在全球新能源與智能汽車供應(yīng)鏈創(chuàng)新大會(huì)上表示，車企通過這幾年已經(jīng)深刻地認(rèn)識(shí)到了芯片短缺對(duì)發(fā)展的制約，但是大多數(shù)企業(yè)還沒有認(rèn)識(shí)到操作系統(tǒng)的缺失將是致命的問題。

9月12日，乘聯(lián)會(huì)秘書長(zhǎng)崔東樹也在個(gè)人號(hào)上發(fā)文表示，車載操作系統(tǒng)是車輛設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)，有能力的車企自己去打造是必須鼓勵(lì)的?！拔覀円欢ㄒ鸯`魂掌握在自己手里，這是車企的態(tài)度和覺悟”。

確實(shí)，在過去兩年間汽車缺芯的大潮，讓車企紛紛投入到汽車芯片國產(chǎn)化當(dāng)中，有投資的也有自己造芯的。但汽車的操作系統(tǒng)確實(shí)在此前沒有受到太多關(guān)注，大眾熟知的座艙交互層面的車載操作系統(tǒng)目前國內(nèi)主流使用安卓，當(dāng)然也有國外傳統(tǒng)車企偏好的QNX，還有基于Linux的操作系統(tǒng)。

按照《車用操作系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系》來劃分，汽車操作系統(tǒng)其實(shí)可以分為兩類，分別是車載操作系統(tǒng)和車控操作系統(tǒng)。車載操作系統(tǒng)就是前面在座艙中用到，直接與駕駛者進(jìn)行交互，面向信息娛樂和智能座艙的操作系統(tǒng)；而車控操作系統(tǒng)又分為安全車控操作系統(tǒng)和智能駕駛操作系統(tǒng)，負(fù)責(zé)車輛控制。

所以，下面就分別從這兩類車用操作系統(tǒng)的現(xiàn)狀，來探討下車載操作系統(tǒng)缺失為何會(huì)是“致命問題”。

國內(nèi)外偏好不同，車用操作系統(tǒng)往融合統(tǒng)一方向發(fā)展

前面提到，車用操作系統(tǒng)可以分為車載操作系統(tǒng)和車控操作系統(tǒng)，而為了便于理解，在目前智能汽車的趨勢(shì)下，也可以簡(jiǎn)化為智能座艙操作系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛操作系統(tǒng)。

智能座艙操作系統(tǒng)，QNX、Linux和Android目前是主流的三大陣營，海外車企傾向于QNX和Linux，比如奔馳的MBUX系統(tǒng)、特斯拉的，就是基于Linux開發(fā)；國內(nèi)車企則傾向QNX+Android。

而智能座艙操作系統(tǒng)目前也有三種形式，分別是基礎(chǔ)型操作系統(tǒng)、定制型操作系統(tǒng)和ROM型操作系統(tǒng)。基礎(chǔ)型操作系統(tǒng)即是底層操作系統(tǒng)以及所有系統(tǒng)組件，包括系統(tǒng)內(nèi)核、底層驅(qū)動(dòng)、虛擬機(jī)等等，這種操作系統(tǒng)相當(dāng)于重新打造一個(gè)全新的底層系統(tǒng)，像QNX、Linux（Android）等等。由于投入過高，大部分企業(yè)都不愿意重新打造一個(gè)全新的底層系統(tǒng)，所以定制型和ROM型是目前主要的操作系統(tǒng)形式。

定制型操作系統(tǒng)是在基礎(chǔ)型操作系統(tǒng)（QNX、Linux和Android）的基礎(chǔ)上進(jìn)行深度定制開發(fā)，比如修改內(nèi)核、修改硬件驅(qū)動(dòng)、運(yùn)行環(huán)境、應(yīng)用框架等。目前應(yīng)用的比如有特斯拉Tesla.OS、大眾VW.OS、鴻蒙OS、AliOS等等，可以認(rèn)為這些是自主研發(fā)的獨(dú)立操作系統(tǒng)。

ROM型操作系統(tǒng)是基于Linux或Android進(jìn)行一定程度的定制化開發(fā)，一般不改變系統(tǒng)內(nèi)核，只定制化UI界面，或是在應(yīng)用層面進(jìn)行修改。由于Android軟件生態(tài)在國內(nèi)較成熟，開發(fā)成本較低，新勢(shì)力玩家以及國內(nèi)傳統(tǒng)車企龍頭，比如蔚來的NIO OS、小鵬X-mart OS、吉利的銀河OS等都采用了Android智能座艙操作系統(tǒng)，或是QNX（儀表域）+Android（信息娛樂）的形式。

而自動(dòng)駕駛操作系統(tǒng)方面，由于對(duì)安全要求較高，主要是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）QNX、Linux和VxWorks三種。特斯拉在車企中率先走軟件全棧自研的路線（定制型操作系統(tǒng)），Tesla.OS底層基于Linux自研。據(jù)了解特斯拉對(duì)Linux內(nèi)核進(jìn)行了實(shí)時(shí)性改造，令其適合于對(duì)安全性要求高的自動(dòng)駕駛應(yīng)用。采用了PyTorch作為深度學(xué)習(xí)框架，數(shù)據(jù)處理則基于開源流處理平臺(tái)Kafka，具備強(qiáng)大的OTA 升級(jí)能力。

QNX Neutrino是目前應(yīng)用最廣泛的自動(dòng)駕駛操作系統(tǒng)，主要優(yōu)勢(shì)是可靠性高、同時(shí)支持x86/Arm芯片平臺(tái)以及可以支持各種操作系統(tǒng)運(yùn)行的Hypervisor層，在運(yùn)行其他操作系統(tǒng)比如Android的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)分離和隔離，保證QNX Neutrino RTOS的運(yùn)行安全。因此QNX Neutrino也在安全方面獲得了ISO 26262 ASIL-D最高等級(jí)認(rèn)證。

不過，在目前汽車電子電氣架構(gòu)從分布式向集中式發(fā)展，整車的軟件開發(fā)也從以往的嵌入式開發(fā)往全棧式開發(fā)推進(jìn)。

而操作系統(tǒng)在這個(gè)過程中逐漸也會(huì)形成統(tǒng)一，比如一款車型上可能更多地出現(xiàn)像特斯拉這樣，整車操作系統(tǒng)基于Linux打造，從座艙到自動(dòng)駕駛中的RTOS，而不再是以往車控、儀表盤部分采用QNX、座艙信息娛樂部分采用Android/Linux的形式。

目前Android系統(tǒng)在智能汽車上的發(fā)展已經(jīng)開始通過車機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入車企，下一步會(huì)向座艙系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)等進(jìn)一步滲透。苗圩認(rèn)為：“如果三年以后或者五年以后，全世界的智能汽車都采用了一個(gè)開源的、開放的、全免費(fèi)的操作系統(tǒng)，一旦這個(gè)生態(tài)形成，那就是叢林法則、贏者通吃。手機(jī)行業(yè)表明世界上只有第一和第二、沒有第三，將來的全球汽車估計(jì)也是這個(gè)結(jié)局，所以操作系統(tǒng)是比芯片更加迫切的供應(yīng)鏈問題?！?br />
車用操作系統(tǒng)自主化，國內(nèi)車企已在路上

苗圩此前在演講中提到，智能汽車操作系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)與應(yīng)用軟件、硬件解耦是技術(shù)特征之一。操作系統(tǒng)與應(yīng)用軟件解耦，這里分為兩類，一是只有車企有權(quán)限更改，比如自動(dòng)駕駛的軟件更新；二是用戶可隨意下載卸載的APP，由供應(yīng)商負(fù)責(zé)更新。而操作系統(tǒng)與硬件解耦，即一個(gè)操作系統(tǒng)可以兼容多種異構(gòu)芯片，有利于分工協(xié)同、快速迭代。

其中，兼容多種異構(gòu)芯片的特性，也是一定程度上解決芯片先進(jìn)制程發(fā)展受阻的問題。因?yàn)槟壳皬腜C、手機(jī)行業(yè)來看，海外巨頭已經(jīng)形式了如Wintel、Andriod-ARM等聯(lián)盟，也就是操作系統(tǒng)與硬件深度綁定的模式。那么將車用操作系統(tǒng)自主化，就有助于本土企業(yè)更加靈活地選用硬件平臺(tái)，所以能夠一定程度上解決國內(nèi)芯片發(fā)展受阻的問題。

當(dāng)然，目前在車用操作系統(tǒng)上，國內(nèi)已經(jīng)有了不錯(cuò)的進(jìn)展。去年廣汽發(fā)布了星靈電子電氣架構(gòu)，在今年6月，基于該架構(gòu)廣汽推出了全車跨域的操作系統(tǒng)普賽OS。普賽OS創(chuàng)建了統(tǒng)一的接口定義和核心組件，并創(chuàng)新性地開發(fā)了SOA跨域服務(wù)引擎、高性能中間件引擎、車云鏡像引擎、異構(gòu)執(zhí)行調(diào)度引擎，能使中央計(jì)算機(jī)、智能駕駛計(jì)算機(jī)和信息娛樂計(jì)算機(jī)在軟件層面有機(jī)融合，讓電子電氣架構(gòu)的運(yùn)作更高效。

作為自主車企的牌面，比亞迪同樣早在車用操作系統(tǒng)上有所布局。比亞迪在其最新的e平臺(tái)3.0架構(gòu)的車型上，搭載了自主研發(fā)軟硬件解耦的車用操作系統(tǒng)BYD OS，應(yīng)用在包括底盤控制、智能座艙和智能駕駛的整車架構(gòu)中。

AliOS也是國內(nèi)發(fā)展較早的汽車操作系統(tǒng)。2014年，阿里開始基于YunOS（AliOS）研發(fā)汽車操作系統(tǒng)，后來在2015年，阿里與上汽成立了合資公司斑馬網(wǎng)絡(luò)，基于AliOS打造一套智能座艙操作系統(tǒng)，目的就是替代Android。在此之前，座艙操作系統(tǒng)主流是采用QNX（儀表盤）+Android（信息娛樂）的方案，但AliOS實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)級(jí)融合，將儀表盤和中控屏用多核異構(gòu)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

按照路線圖，AliOS的目標(biāo)是在2022-2024年內(nèi)實(shí)現(xiàn)整車智能操作系統(tǒng)應(yīng)用，包括娛樂、交互、車控和自動(dòng)駕駛，智己L7上可能已經(jīng)有完整的應(yīng)用。

2020年華為首次公布了其三大車載操作系統(tǒng)，包括座艙操作系統(tǒng)HOS、智能駕駛操作系統(tǒng)AOS和智能車控操作系統(tǒng)VOS。HOS可實(shí)現(xiàn)座艙軟硬件解耦，南北向開放，同時(shí)華為對(duì)語音交互、視覺識(shí)別，音頻優(yōu)化等核心能力開發(fā)了基礎(chǔ)服務(wù)，支持與車企聯(lián)合定義開放接口，使得其合作伙伴可以快速開發(fā)，構(gòu)建應(yīng)用生態(tài)；AOS可以滿足智能駕駛軟件開發(fā)、車規(guī)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)開發(fā)等的核心要求，并通過了ASIL-D最高等級(jí)的汽車安全認(rèn)證，不過目前AOS基本上都需要基于MDC硬件平臺(tái)開發(fā)；VOS原生支持異構(gòu)多核，模型化工具鏈，兼容AUTOSAR，并且華為表示，會(huì)將基礎(chǔ)的OS開源，支持華為MCU的同時(shí)，還支持包括恩智浦、英飛凌等其他芯片，幫助車企實(shí)現(xiàn)自主可控。

而HOS、AOS、VOS三個(gè)操作系統(tǒng)，通過華為Vehicle Stack軟件框架實(shí)現(xiàn)跨域的調(diào)度能力，支持不同車型間的架構(gòu)重用，并且支持豐富的自動(dòng)化工具鏈，車型開發(fā)周期可以大幅降低。據(jù)筆者了解，阿維塔11是首款同時(shí)搭載了華為三大車載操作系統(tǒng)的車型，預(yù)計(jì)會(huì)在今年年底實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)交付。

值得一提的是，中興也在積極開發(fā)車用操作系統(tǒng)，以及具有高性能嵌入式Linux和高安全微內(nèi)核OS/Hypervisor組合一體化車用操作系統(tǒng)解決方案。據(jù)稱中興在2015年開啟了GoldenOS車用操作系統(tǒng)的研發(fā)，但目前暫未有終端產(chǎn)品落地。

寫在最后

目前智能汽車發(fā)展仍處于野蠻生長(zhǎng)階段，還沒有出現(xiàn)一個(gè)業(yè)界公認(rèn)的操作系統(tǒng)方案，整體格局還未成型。苗圩認(rèn)為目前留給國內(nèi)車用操作系統(tǒng)的窗口期大概是3-5年時(shí)間，但我們能夠看到，包括阿里、廣汽、上汽、華為等企業(yè)已經(jīng)早已開始布局車用操作系統(tǒng)，經(jīng)過業(yè)界的持續(xù)推動(dòng)，近年已經(jīng)有很多產(chǎn)品成功落地。

不過，100%自主也是不現(xiàn)實(shí)的。軟硬結(jié)合、擴(kuò)大開放、輸出標(biāo)準(zhǔn)、打造生態(tài)，這將會(huì)是未來國內(nèi)車用操作系統(tǒng)的發(fā)展模式。