《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一文詳解汽車操作系統(tǒng)現(xiàn)狀

2023-02-28
來源:電子發(fā)燒友網(wǎng)

  中國汽車工業(yè)協(xié)會軟件分會(以下簡稱軟件分會)發(fā)布中國車用操作系統(tǒng)開源計劃(以下簡稱開源計劃)。普華基礎(chǔ)軟件聯(lián)合軟件分會成員單位一汽、東風、長安、中汽創(chuàng)智、中電科32所、西部智聯(lián)、地平線、芯馳、先進操作系統(tǒng)創(chuàng)新中心、電子科技大學(xué)等企業(yè)和高校,結(jié)成開源共建伙伴,實施開源計劃。此次開源計劃的發(fā)布,標志著中國汽車產(chǎn)業(yè)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展模式上,走向更高水平開放。

  前言:軟件定義汽車背景下,操作系統(tǒng)是汽車生態(tài)發(fā)展的靈魂。隨著汽車電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展,汽車操作系統(tǒng)已經(jīng)成為車輛中重要的組成部分之一,一定程度上決定了車輛的安全性、舒適度、智能化水平和整體性能。

  1、汽車操作系統(tǒng)簡介

  汽車操作系統(tǒng)是運行在異構(gòu)分布硬件架構(gòu)上的實時安全平臺軟件,提供整車及部件感知、規(guī)劃、控制等功能框架并向上支撐智能網(wǎng)聯(lián)駕駛生態(tài)的軟件集合,是汽車智能計算基礎(chǔ)平臺安全、實時和高效運行的重要基礎(chǔ)和核心支撐。

  汽車操作系統(tǒng)包括安全車載操作系統(tǒng)、智能駕駛操作系統(tǒng)和智能座艙操作系統(tǒng)。

 ?、?安全車載操作系統(tǒng)

  安全車載操作系統(tǒng)主要面向經(jīng)典車輛控制領(lǐng)域,如動力系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)和車身系統(tǒng)等,該類操作系統(tǒng)對實時性和安全性要求極高,生態(tài)發(fā)展已趨于成熟。

  安全車載操作系統(tǒng)主要是實時操作系統(tǒng)RTOS,主要應(yīng)用對象是 ECU。ECU對安全車載操作系統(tǒng)最基本的要求是高實時性,系統(tǒng)需要在規(guī)定時間內(nèi)完成資源分配、任務(wù)同步等指定動作。嵌入式實時操作系統(tǒng)具有高可靠性、實時性、交互性以及多路性的優(yōu)勢,系統(tǒng)響應(yīng)極高,通常在毫秒或者微秒級別,滿足了高實時性的要求。

  目前,主流的安全車載操作系統(tǒng)都兼容 OSEK/VDX 和 Classic AUTOSAR 這兩類汽車電子軟件標準。其中,Classic 平臺基于 OSEK/VDX 標準,定義了安全車載操作系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范。

 ?、?智能駕駛操作系統(tǒng)

  隨著智能化、網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)的發(fā)展,智能汽車感知融合、決策規(guī)劃和控制執(zhí)行功能帶來了更為復(fù)雜算法并產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù),需要更高的計算能力與數(shù)據(jù)通信能力?;?OSEK/VDX 和 Classic AUTOSAR 軟件架構(gòu)的安全車載操作系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足未來自動駕駛汽車的發(fā)展需求,AUTOSAR 組織為面向更復(fù)雜的域控制器和中央計算平臺的集中式電子電氣架構(gòu)推出 Adaptive AUTOSAR 平臺。

  Adaptive AUTOSAR 定義采用了基于 POSIX 標準的操作系統(tǒng),可以為支持 POSIX 標準的操作系統(tǒng)及不同的應(yīng)用需求提供標準化的平臺接口和應(yīng)用服務(wù),主要是為了適應(yīng)汽車智能化的發(fā)展需求。Adaptive AUTOSAR 處于發(fā)展初期,其生態(tài)建設(shè)獲得 Tier1、主機廠的普遍認可尚需時日。

  智能駕駛操作系統(tǒng)主要面向智能駕駛領(lǐng)域,應(yīng)用于智能駕駛域控制器,該類操作系統(tǒng)對安全性和可靠性要求較高,同時對性能和運算能力的要求也較高。該類操作系統(tǒng)目前在全世界范圍內(nèi)日趨成熟,但生態(tài)尚未完備。

  ③ 智能座艙操作系統(tǒng)

  智能座艙操作系統(tǒng)主要為汽車信息娛樂服務(wù)以及車內(nèi)人機交互提供控制平臺,是汽車實現(xiàn)座艙智能化與多源信息融合的運行環(huán)境,對操作系統(tǒng)的實時性與可靠性要求并不嚴苛。

  主流車型的智能座艙操作主要包括QNX、Linux、Android等,傳統(tǒng)智能座艙操作系統(tǒng)中QNX占據(jù)了絕大部分份額,近年來,智能座艙的娛樂與信息服務(wù)屬性越發(fā)凸顯,開源的Linux以及在手機端擁有大量成熟信息服務(wù)資源的Android被眾多主機廠青睞,成為后起之秀。此外,國外少量車型還采用了Win CE等作為智能座艙操作系統(tǒng)。

  隨著人們對車輛由單純交通工具向智能移動終端轉(zhuǎn)變的需求,智能座艙操作系統(tǒng)需要支持多樣化的應(yīng)用與服務(wù),并且具有豐富的生態(tài)資源。

  2、國內(nèi)外主流汽車操作系統(tǒng)方案簡介

  隨著自動駕駛技術(shù)的快速發(fā)展,汽車對軟件特別是操作系統(tǒng)的變革需求越來越高,主機廠、Tier1供應(yīng)商和自動駕駛軟硬件技術(shù)方案提供商紛紛投入大量的人力、物力和財力進行汽車操作系統(tǒng)的研發(fā),希望在軟件定義汽車的時代能夠占據(jù)一席之地。下面對目前國內(nèi)外主流汽車操作系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用情況進行簡單介紹。

 ?、?特斯拉Autopilot自動駕駛軟件架構(gòu)

  

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  眾所周知,特斯拉是自動駕駛技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化的領(lǐng)跑者,其優(yōu)勢在于以計算平臺為核心,自研并領(lǐng)先芯片硬件、操作系統(tǒng)、平臺軟件等。特斯拉自動駕駛軟件架構(gòu)如上圖所示,主要特點是其操作系統(tǒng)基于單一Linux內(nèi)核,打造了整套自動駕駛的軟件方案,實現(xiàn)了感知、定位、融合、決策、規(guī)劃到控制的全流程。

  從公開的信息可知,系統(tǒng)基于Ubuntu進行裁剪,對Linux內(nèi)核進行了實時性改造,這個內(nèi)核也開源在Github上,深度學(xué)習框架基于PyTorch,實時數(shù)據(jù)處理基于開源流處理平臺Kafka,擁有48個獨立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行多維度數(shù)據(jù)處理,并且具備強大的OTA升級能力。其FSD(Full Self-Driving)計算平臺硬件集成了智能座艙域和自動駕駛域,操作系統(tǒng)通過OTA軟件升級,充分利用數(shù)據(jù)、云計算生態(tài),開創(chuàng)汽車產(chǎn)品價值和服務(wù)的新模式。

 ?、?大眾中央集中式軟件架構(gòu)

  

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  大眾汽車為了加速自動駕駛技術(shù)的應(yīng)用,組建了龐大隊伍自主開發(fā)汽車操作系統(tǒng)vw.OS。vw.OS采用的是基于Adaptive AUTOSAR 面向服務(wù)的軟件架構(gòu),其中,中央集中式軟件架構(gòu)如上圖所示。

  大眾新一代EE架構(gòu)的設(shè)計特點主要有:

  ? 采用高性能處理器、高速網(wǎng)絡(luò)

  ? 兼容POSIX的內(nèi)核(Linux/QNX等)+Adaptive AUTOSAR

  ? 應(yīng)用軟件和I/O功能解耦,減少整個系統(tǒng)的復(fù)雜性和應(yīng)用之間的依賴性

  ? 高效、快速地開發(fā)用戶功能

  ? 采用面向服務(wù)的通信

 ?、?華為MDC智能駕駛計算平臺架構(gòu)

  

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  華為MDC(Mobile Data Center:移動數(shù)據(jù)中心)定位為智能駕駛的計算平臺。平臺集成了華為在ICT領(lǐng)域30多年的研發(fā)與生產(chǎn)制造經(jīng)驗,基于CPU與AI處理器芯片,搭載智能駕駛OS,兼容AUTOSAR,支持L2~L5平滑演進,結(jié)合配套的完善工具鏈,客戶或生態(tài)合作伙伴可開發(fā)出針對不同應(yīng)用場景的智能駕駛應(yīng)用。

  華為的MDC智能駕駛計算平臺架構(gòu)主要特點有:

  ? 提供軟硬件解決方案,且高度解耦,可獨立升級,硬件升級路線和軟件升級路線分別獨立;

  ? 對主流傳感器的適配性好,支持主流GNSS、IMU、攝像頭、激光雷達和毫米波雷達等傳感器的數(shù)據(jù)接入,且支持攝像頭和激光雷達點云的前融合;

  ? 對主流中間層軟件的適配性很好,可兼容ROS和AUTOSAR,支持Caffe和TensorFlow等常用深度學(xué)習框架核心組件(芯片、操作系統(tǒng)內(nèi)核)自主可控;

  ? 華為是業(yè)界唯一同時擁有CPU與AI芯片研發(fā)能力的廠家,MDC平臺硬件集成具有CPU與AI計算能力的強大SoC芯片,為智能駕駛提供可擴展的異構(gòu)算力;

  ? 功能軟件基于SOA架構(gòu),遵循AUTOSAR規(guī)范,定義了智能駕駛基本算法組件的調(diào)用框架與組件之間的軟件接口;上層場景應(yīng)用可以靈活選擇不同的算法組件組合,實現(xiàn)具體的場景應(yīng)用功能。

 ?、?英偉達自動駕駛平臺架構(gòu)

  

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  英偉達(NVIDIA)是全球領(lǐng)先的人工智能計算公司,利用其先進的硬件芯片開發(fā)優(yōu)勢,以行業(yè)較領(lǐng)先的高性能安全芯片為核心,提供完整的硬件平臺和基礎(chǔ)軟件平臺,其架構(gòu)如上圖所示。NVIDIA計算平臺硬件目前處在Xavier階段,下一代平臺Orin已發(fā)布但并未上市。Xavier是NVIDIA首次生產(chǎn)的車規(guī)級系統(tǒng)級芯片,該芯片采用了六種不同類型的處理器。

  基于Xavier芯片,NVIDIA提供面向自動駕駛開發(fā)的DRIVE AGX Xavier,算力達到30 TOPS,面向L2+和L3級自動駕駛;提供的DRIVE AGX Pegasus使用兩塊Xavier系統(tǒng)級芯片和兩塊Turing GPU,算力達到320 TOPS,面向L4級和L5級自動駕駛。NVIDIA Drive系統(tǒng)軟件層融合了第三方RTOS+AUTOSAR,設(shè)有Hypervisor層,第三方量產(chǎn)RTOS方案通過了ASIL D認證。

 ?、?百度Apollo開放平臺架構(gòu)

  

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  百度Apollo是一套軟件平臺,其依賴的計算平臺硬件需要采用第三方的IPC,Apollo開放平臺架構(gòu)如上圖所示。百度自行研發(fā)了兩款輔助性硬件ASU(Apollo傳感器單元)和AXU(Apollo擴展單元)。其中,ASU用于收集各傳感器的數(shù)據(jù),通過PCIe傳輸至IPC,此外,IPC對車輛的控制指令也需通過ASU向CAN發(fā)送;AXU用于滿足額外算力、存儲的需求,以GPU、FPGA形式接入已有硬件平臺。

  百度Apollo的主要特點有:

  ? 為網(wǎng)聯(lián)云控(V2X)進行軟硬件端到端的開發(fā)

  ? 很好地融入了云服務(wù),其中包括眾多百度自家的其他產(chǎn)品,如:基礎(chǔ)百度云服務(wù)、在線仿真產(chǎn)品、高精度地圖、小度助手(Duer OS),各產(chǎn)品間彼此受益

  ? 由于開源,核心的算法模塊在Github進行長時間優(yōu)化后已充分產(chǎn)品化

  ? 主要側(cè)重系統(tǒng)軟件的開發(fā),包含定制優(yōu)化的操作系統(tǒng)、系統(tǒng)中間件及算法功能模塊,大部分硬件則采用第三方方案

  ? 產(chǎn)品沒有涉及到AUTOSAR架構(gòu)的額外開發(fā)適配,也無需對車輛現(xiàn)有的ECU/MCU進行改變。

  3、汽車操作系統(tǒng)現(xiàn)狀

 ?、?安全車載操作系統(tǒng)

  安全車載操作系統(tǒng)國外發(fā)展較早,目前已經(jīng)開展了一系列的標準化工作,國內(nèi)目前主要處于跟隨狀態(tài)。

  歐洲在 20 世紀 90 年代發(fā)展出用于汽車電子上分布式實時控制系統(tǒng)的開放式系統(tǒng)標準 OSEK/VDX,主要包括四部分標準:操作系統(tǒng)規(guī)范、通信規(guī)范、網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)范、OSEK 實現(xiàn)語言。但隨著技術(shù)、產(chǎn)品、客戶需求等的升級,OSEK 標準逐漸不能支持新的硬件平臺。

  2003年,寶馬、博世、大陸、戴姆勒、通用、福特、標志雪鐵龍、豐田、大眾9家企業(yè)作為核心成員,成立了一個汽車開放系統(tǒng)架構(gòu)組織(簡稱AUTOSAR組織),致力于建立一個標準化平臺,獨立于硬件的分層軟件架構(gòu),制定各種車輛應(yīng)用接口規(guī)范和集成標準。為應(yīng)用開發(fā)提供方法論層面的指導(dǎo),以減少汽車軟件設(shè)計的復(fù)雜度,提高汽車軟件的靈活性和開發(fā)效率,以及在不同汽車平臺的復(fù)用性。AUTOSAR以O(shè)SEK/VDX為基礎(chǔ),但涉及的范圍更廣。

  截至目前,AUTOSAR組織已發(fā)布Classic和Adaptive兩個平臺規(guī)范,分別對應(yīng)安全控制類和自動駕駛的高性能類。Classic平臺基于OSEK/VDX標準,定義了安全車載操作系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范。Classic AUTOSAR的軟件架構(gòu)如下圖所示,其主要特點是面向功能的架構(gòu)(FOA),采用分層設(shè)計,實現(xiàn)應(yīng)用層、基礎(chǔ)軟件層和硬件層的解耦。

  

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  Classic AUTOSAR分層軟件架構(gòu) (R20-11)

  AUTOSAR標準平臺由于采用開放式架構(gòu)和縱向分層、橫向模塊化架構(gòu),不僅提高了開發(fā)效率、降低開發(fā)成本,同時保障了車輛的安全性與一致性。AUTOSAR組織發(fā)展至今,得到了越來越多的行業(yè)認可,目前已有超過280家的整車、零部件、軟件、硬件等領(lǐng)域的成員。AUTOSAR目前已經(jīng)成為國際主流的標準軟件架構(gòu),基于AUTOSAR 標準平臺,擁有完整的汽車軟件解決方案的企業(yè)主要有Vector、KPIT、ETAS、DS以及被大陸收購的Elektrobit和被西門子收購的MentorGraphics。此外,寶馬、沃爾沃等汽車廠商都相繼推出了基于AUTOSAR標準平臺的車型。

  日本汽車軟件平臺架構(gòu)組織JasPar(Japan Automotive Software Platform Architecture)成立于2004年,旨在聯(lián)合企業(yè)橫向定制兼顧汽車軟硬件的通信標準、實現(xiàn)汽車操作系統(tǒng)的通用化,提高基礎(chǔ)軟件的再利用率等。JasPar組織成員包括絕大多數(shù)的日系汽車及配套軟硬件產(chǎn)品廠商。

  

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  日本汽車軟件平臺架構(gòu)組織JasPar

  我國主機廠及零配件供應(yīng)商目前主要使用Classic AUTOSAR標準進行軟件開發(fā)。一汽集團、長安集團等主機廠于2009年開始利用Classic AUTOSAR標準的工具進行ECU的設(shè)計、開發(fā)、驗證。2011年4月,上汽集團、一汽集團、長安集團、奇瑞集團等主機廠和部分高校成立了CASA聯(lián)盟,旨在中國推廣和發(fā)展AUTOSAR架構(gòu)。目前江淮汽車也是主要基于Classic AUTOSAR標準進行軟件和產(chǎn)品開發(fā)。

  在產(chǎn)品方面,普華軟件是中國電子科技集團的國產(chǎn)操作系統(tǒng)戰(zhàn)略平臺,并作為牽頭單位承擔了關(guān)于汽車電子操作系統(tǒng)的十一五、十二五核高基重大專項,所形成的汽車操作系統(tǒng)在車身控制模塊(BCM)、新能源整車控制器(VCU/HCU)、電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)等關(guān)鍵零部件得到量產(chǎn)應(yīng)用,并已被德國博世的先進輔助駕駛系統(tǒng)(ADAS)量產(chǎn)使用。

  東軟睿馳發(fā)布了NeuSAR產(chǎn)品,其基于AUTOSAR研發(fā)制作,為自主研發(fā)自動駕駛系統(tǒng)的OEM整車企業(yè)及零部件供應(yīng)商提供的面向下一代汽車通訊和計算架構(gòu)的系統(tǒng)平臺,包含Classic AUTOSAR、Adaptive AUTOSAR及系列開發(fā)系統(tǒng)工具。

 ?、?智能駕駛操作系統(tǒng)

  智能駕駛操作系統(tǒng)將會成為自動駕駛汽車發(fā)展的核心競爭力之一。智能駕駛操作系統(tǒng)發(fā)展趨勢和特點是縱向分層,以實現(xiàn)層與層之間的解耦,方便快速開發(fā)和移植,如下圖所示。

  

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  智能駕駛操作系統(tǒng)縱向分層示意圖

  各層之間各司其職,分工不同:

  操作系統(tǒng):負責對硬件提供線程創(chuàng)建等服務(wù);

  中間件/開發(fā)框架:負責和不同操作系統(tǒng)對接,并給上面應(yīng)用提供通訊,資源管理等服務(wù);

  應(yīng)用/功能軟件:剩下都是它的事。

  目前行業(yè)普遍采用的智能駕駛操作系統(tǒng)主要是Linux、QNX和其他RTOS(如FreeRTOS、ThreadX、VxWorks等)。

  三者之間的主要特點對比如下圖所示:

  

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  智能駕駛操作系統(tǒng)比較

  Linux最初是作為通用操作系統(tǒng)而設(shè)計開發(fā)的,但提供了一些實時處理支持,這包括大部分POSIX標準中的實時功能,支持多任務(wù)、多線程,具有豐富的通信機制等。除此之外,Linux社區(qū)有實時性增強patch,在Linux內(nèi)核原有RT功能上,增加了中斷線程化、優(yōu)先級默認繼承等功能。Linux也提供了符合POSIX標準的調(diào)度策略,包括FIFO調(diào)度策略、時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度策略和靜態(tài)優(yōu)先級搶占式調(diào)度策略。另外,Linux還提供了內(nèi)存鎖定功能,以避免在實時處理中存儲頁面被換出,同時提供了符合POSIX標準的實時信號機制。

  QNX是一種商用的遵從POSIX規(guī)范的類Unix實時操作系統(tǒng),其主要特點是符合分布式、嵌入式、可規(guī)模擴展的硬實時操作系統(tǒng)。QNX遵循POSIX.1(程序接口)和POSIX.2(Shell和工具)、部分遵循POSIX.1b(實時擴展)。QNX的微內(nèi)核結(jié)構(gòu)是它區(qū)別于其它操作系統(tǒng)的顯著特點。QNX的微內(nèi)核結(jié)構(gòu),內(nèi)核獨立自處于一個被保護的地址空間;驅(qū)動程序、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和應(yīng)用程序處于程序空間中。

  在底層操作系統(tǒng)之上,軟件中間件在智能駕駛領(lǐng)域也備受關(guān)注。中間件的主要目標是為上層應(yīng)用提供數(shù)據(jù)通信、協(xié)議對齊、計算調(diào)度、模塊化封裝等常用功能,為應(yīng)用開發(fā)提供標準化、模塊化的開發(fā)框架,實現(xiàn)模塊解耦和代碼復(fù)用。

  接下來介紹兩種自動駕駛的中間件方案:Adaptive AUTOSAR和ROS

  Adaptive AUTOSAR

  

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  Adaptive AUTOSAR架構(gòu)邏輯視圖(R20-11)

  AUTOSAR組織為應(yīng)對自動駕駛技術(shù)的發(fā)展推出了Adaptive AUTOSAR(AP)架構(gòu),如上圖所示。其主要特點是采用面向服務(wù)的架構(gòu)(SOA),服務(wù)可根據(jù)應(yīng)用需求動態(tài)加載,可通過配置文件動態(tài)加載配置,并可進行單獨更新。相對于Classic AUTOSAR(CP),可以滿足更強大的算力需求,更安全,兼容性好,可進行敏捷開發(fā)。

  Adaptive AUTOSAR系統(tǒng)主要適應(yīng)于新的集中式的高性能計算平臺,滿足車內(nèi)部件之間的高速通信需求和智能駕駛的高計算能力需求。AP平臺采用了服務(wù)化的架構(gòu),系統(tǒng)由一系列的服務(wù)組成,應(yīng)用和其他軟件模塊可以根據(jù)需求調(diào)用其中的一個或者多個服務(wù),而服務(wù)可以是平臺提供的,也可以是遠程其他部件提供,OEM可以按照功能設(shè)計需求定義自己的服務(wù)組合。

  AP平臺沒有設(shè)計新的操作系統(tǒng)內(nèi)核,所有符合POSIX PSE51接口的操作系統(tǒng)內(nèi)核都可以使用,AP平臺重點是在操作系統(tǒng)內(nèi)核之上的系統(tǒng)服務(wù)中間層,主要分為平臺基礎(chǔ)功能和平臺服務(wù)功能兩部分。AP平臺主要的三個支撐和演進方向是:安全(包含信息安全和功能安全),連接(包括車內(nèi)和車外各種新的通信機制),可升級(包含OTA,靈活的軟件設(shè)計和管理等)。AP平臺仍采用傳統(tǒng)的標準設(shè)計方式,每年一個版本集中進行新的功能發(fā)布。

  ROS

 

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  ROS 架構(gòu)

  ROS作為最早開源的機器人軟件中間件,很早就被機器人行業(yè)使用。ROS的首要設(shè)計目標是在機器人研發(fā)領(lǐng)域提高代碼復(fù)用率。ROS是一個分布式的進程(也就是“節(jié)點”)框架,這些進程被封裝在易于被分享和發(fā)布的程序包和功能包中。整個智能駕駛系統(tǒng)和機器人系統(tǒng)有很強的相似度,ROS的開源特性,豐富的開源庫和工具鏈,特別在智能駕駛的研究領(lǐng)域有著較為廣泛的應(yīng)用,很多自動駕駛的原型系統(tǒng)中都能夠看到ROS 的身影,例如AUTOWARE,百度Apollo 最初也是使用了ROS,直至Apollo 3.5 版本才切換至自研的車載中間件CyberRT。

  ROS在發(fā)展過程中主要有兩個版本,ROS1和ROS2,ROS1的通信依賴中心節(jié)點的處理,無法解決單點失敗等可靠性問題。為了更好的符合工業(yè)級的運行標準,ROS2 最大的改變是,取消Master中央節(jié)點,實現(xiàn)節(jié)點的分布式發(fā)現(xiàn),發(fā)布/訂閱,請求/響應(yīng);底層基于DDS (數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù))這個工業(yè)級的通信中間件通信機制,支持多操作系統(tǒng),包括Linux、windows、Mac、RTOS等。

  雖然ROS2基于ROS1有了很大的改進,但是距離完全車規(guī)應(yīng)用還有很大的距離,有些公司如APEX.AI也在對ROS進行車規(guī)級的改造嘗試。

 ?、?智能座艙操作系統(tǒng)

  在智能座艙操作系統(tǒng)領(lǐng)域,目前還沒有統(tǒng)一的國際標準,智能座艙操作系統(tǒng)主要掌握在幾家國外軟件企業(yè)手中,包括黑莓的QNX、諸多基于Linux的定制操作系統(tǒng)以及基于Android開源項目的操作系統(tǒng)(其本身也基于Linux)。

  

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  QNX CAR 應(yīng)用平臺

  QNX 是一種商用的遵從POSIX規(guī)范的類Unix實時操作系統(tǒng),目標市場主要是面向嵌入式系統(tǒng),具備高運行效率、高可靠性的特點,并在工控領(lǐng)域擁有近40年的使用經(jīng)驗,被廣泛應(yīng)用于汽車、軌道交通、航空航天等對安全性、實時性要求較高的領(lǐng)域。QNX是全球第一款通過ISO 26262 ASIL D安全認證的智能座艙操作系統(tǒng),已匹配全球超過40個汽車品牌,并應(yīng)用于6000多萬輛汽車,是目前市場占有率第一的智能座艙操作系統(tǒng),全球市場份額超過75%。

  

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  AGL(Automotive Grade Linux)

  Linux 功能較 QNX 更強大,組件也更為復(fù)雜,因此 Linux常用于支持更多應(yīng)用和接口的信息娛樂系統(tǒng)中。協(xié)會或聯(lián)盟致力于將開源 Linux 操作系統(tǒng)推廣至汽車領(lǐng)域中,典型代表如 AGL、GENIVI。例如,特斯拉在Linux基礎(chǔ)上開發(fā)出了完全適配旗下車輛的操作系統(tǒng);阿里的AliOS也是基于Linux開發(fā),目前已經(jīng)應(yīng)用在上汽榮威、上汽名爵等多款車型上。2016年,由Linux基金會贊助的開源車載系統(tǒng)AGL(Automotive Grade Linux)項目發(fā)布2.0版本,致力于為汽車軟件行業(yè)提供全新的智能座艙系統(tǒng)支持。

  Android 憑借國內(nèi)豐富的應(yīng)用生態(tài)切入汽車 IVI 系統(tǒng)。雖然安全性、穩(wěn)定性不足,但由于車載信息娛樂系統(tǒng)對安全性要求相對較低,Android仍然憑借其上述優(yōu)點在國內(nèi)車載信息娛樂系統(tǒng)領(lǐng)域占據(jù)主流地位。尤其是各大互聯(lián)網(wǎng)巨頭、自主品牌、造車新勢力紛紛基于Android進行定制化改造,推出了自己的汽車操作系統(tǒng),如阿里AliOS、百度小度車載OS、比亞迪DiLink、蔚來NIO OS、小鵬Xmart OS 等。

  結(jié)束語

  智能座艙和自動駕駛的發(fā)展,特斯拉的突飛猛進,讓各大主機廠越來越重視汽車操作系統(tǒng)。但車企現(xiàn)在所做的軟件定義汽車,大都是通過軟硬件解耦來降低造車成本、豐富新車功能,在操作系統(tǒng)層面大都還停留在市場調(diào)研和學(xué)習借鑒階段。

  鑒于美國不斷封鎖打壓中國高科技企業(yè),從國家層面來說,擁有自主可控的車載芯片和操作系統(tǒng)是一個必然的要求。但研發(fā)一個新的操作系統(tǒng),有足夠的時間、人力、財力和技術(shù)能力嗎?研發(fā)失敗了怎么辦?開發(fā)出來之后只為了供給自己使用?怎么盈利?如果投入市場能有一席之地嗎?這些都是需要考慮的問題。





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