把握作業系統技術 逐鹿智慧網聯汽車

生產力智慧化是當前社會經濟發展的主旋律,從PC(個人電腦)到智慧手機,前兩次智慧資料終端的變革都深刻的改變了人們的生活方式,並延伸出意想不到的全新業態: 全球互聯,萬億級移動網際網路生態市場誕生。因此,智慧汽車作為大勢所趨的第三代智慧資料終端,它的智慧化發展過程備受矚目,而其中最為關鍵的便是車載作業系統技術。今天我們就來談談作業系統在汽車智慧化演進過程中的關鍵作用。

什麼是作業系統?

首先,我們先來明確一下什麼是作業系統。百度百科對作業系統的解釋為:“作業系統是管理計算機硬體與軟體資源的計算機程式,同時也是計算機系統的核心與基石。作業系統需要處理如管理與配置記憶體、決定系統資源供需的優先次序、控制輸入裝置與輸出裝置、操作網路與管理檔案系統等基本事務。作業系統也提供一個讓使用者與系統互動的操作介面。”,好像有點抽象。

簡單翻譯一下,作業系統介於人和智慧硬體裝置之間,是兩者的溝通中介,

沒有作業系統的機器無法實現任何功能,就像是沒有用的磚頭,有作業系統的機器才有智慧化的可能。

由此可見,作業系統在裝置智慧化過程中的靈魂性作用。

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其實,OS的智慧生態核心地位在業態發展過程中也不難看出。自20世紀70年代中期出現電腦作業系統開始,幾乎每一個擁有智慧生態的作業系統背後都站著一位行業巨擘,windows(微軟)、Android(谷歌)、ios(蘋果)。可以說,適用於第三代智慧終端——智慧汽車的作業系統技術是5G時代的制勝關鍵,無疑會成為智慧生態的兵家必爭之地。

以作業系統為核心的車載電子演進

要談智慧汽車作業系統,首先得了解汽車電子。傳統意義上的汽車電子產品可簡單分為兩類:

一類是汽車電子控制裝置

,它們透過直接向執行機構,如電子閥門、繼電器開關、執行馬達等傳送指令以控制車輛關鍵部件,如發動機、變速箱、動力電池。

另一類是車載汽車電子系統

,它們是駕駛者直接接觸的汽車電子產品,承擔人機互動的絕大多數功能,距底層汽車機械較遠,業內也稱IVI資訊娛樂系統或人機互動系統。我們的討論主要圍繞車載電子系統。

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事實上,車載電子演進過程歷經幾個階段:從不需要作業系統;到開始使用單一、簡單的作業系統;再到一臺車機上配備多個作業系統相互協作;到如今,車機競相配備內容豐富、效能強大的作業系統平臺產品。

車載電子早期其實沒有作業系統

汽車作為工業與美學的最高成就,歷經數次工業革命的昇華,並不是智慧時代的新產物。事實上,在20世紀90年代之前,車載電子系統功能比較單一:機械儀表能顯示車速里程、轉速、機油壓力、水溫、燃油、充電等基本行駛資訊;使用實體按鍵的中控有收音機和空調的調節功能,就可以滿足人們對汽車駕駛的需求。

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機械儀表和早期車機

隨著車載電子裝置功能的日益豐富以及外部互動、介面標準的種類增加,這類基於微控制晶片的嵌入式電子產品逐漸需要採用類似個人電腦的軟體架構以實現分層化、平臺化和模組化,提高開發效率的同時降低開發成本。以車載娛樂資訊系統為例,最早的收音機/CD播放器採用專用的音訊解碼晶片就能實現,實現數字化後由觸控式螢幕代替播放器開關、調節按鈕,後來又增加了藍芽電話,接著又集成了地圖導航、倒車雷達影像等等,不斷豐富的功能,對車機CPU資料處理能力、硬體配置提出更高要求,自此,汽車電子產品才逐步開始引入作業系統對車機的各項任務功能進行協同管理。

作業系統開始上車

不同於PC、手機這些智慧終端,汽車特殊的使用環境決定了車載作業系統需滿足穩定可靠的並且毫秒級實時響應的苛刻安全要求。因此,業內較為主流的車載OS產品有:Blackberry QNX Neutrino、Linux,以及主要應用於中控的Android。

BlackberryQNX Neutrino

是一款安全性和穩定性極高的微核心實時作業系統,在工控領域擁有近40年的使用經驗,被廣泛應用於汽車、醫療、軌道交通、核電站、航空航天等對安全性、實時性要求較高的領域。在汽車領域,QNX是全球第一款透過ISO 26262 ASIL levelD安全認證的車載作業系統,在全球市場的佔有率超過50%。

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QNX合作伙伴

Linux

是一款開源的高效靈活的作業系統,與QNX相比最大優勢在於其為開源軟體,具備很大的定製開發靈活度。特斯拉就是在Linux基礎上開發出了完全適配旗下車輛的車載系統,阿里的AliOS也是基於Linux開發。2016年,由Linux基金會贊助的開源車載系統AGL(Automotive Grade Linux)專案釋出2。0版本,致力於為汽車廠商和駕駛員提供基於Linux的全新車載娛樂系統支援。自2017年起,多家國內汽車OEM、Tier1宣佈加入AGL聯盟,中科創達作為全球領先的智慧作業系統產品和技術提供商,也於2017年成為AGL聯盟會員。

近年來,隨著移動網際網路智慧生態的高速發展,

Android

系統積累了海量精品的內容和應用,將這些應用移植到車機上,使安卓迅速成為主流車載OS之一。雖然,2019年5月谷歌宣佈對歐洲手機安卓系統收費讓車載OS市場嗅到一絲危機,但是其豐富的內容、精美的介面及延續自手機的使用者習慣,都足以令Android挑戰車載OS領域QNX和Linux兩家獨大的局面。

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2015年,谷歌攜手汽車OEM們成立開源汽車聯盟(OAA)

一機多系統成為現實

2015年前後,業界出現一個被各方認可的車載OS發展趨勢:隨著汽車電子架構向多域控制方向發展, 未來同一輛車上很有可能會有多個OS並存的情況,每個OS執行在各自適合的領域中,例如,儀表OS必須具有高度的實時性和可靠性,微核心的QNX具有先天優勢;而在更強調娛樂性的中控,源於手機、擁有廣泛生態的Linux/Android更有優勢。因此,我們在車載晶片及多個上層系統之間引入一個航電裝置中虛擬化管理的系統概念,來分配CPU資源、協調命令執行,打造一個可以同時執行多套獨立作業系統的環境。

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智慧汽車OS廠商們紛紛積極佈局“一芯多系統”技術。2015年,黑莓釋出適用於車載電子領域的QNX Hypervisor 1。0,使嵌入系統開發人員可以把多個作業系統統一到單一的計算平臺或晶片(SoC)上;2017年,黑莓針對自動駕駛領域釋出了QNX Hypervisor 2。0,迅速搶佔車用虛擬機器市場。作為領先的作業系統產品和技術提供商,中科創達順勢而為積極佈局“一芯多系統”技術,

早在2017年就推出了全球首款基於QNX Hypervisor2.0的智慧汽車作業系統平臺

,實現了在基於QNX的儀表和基於Linux的中控之間資料互通互動、跨屏拖拽畫面的功能,真正意義上為智慧汽車行業帶來業界期待的“一芯多屏多系統”。

作業系統平臺是全新期待

伴隨著人工智慧、雲計算和5G為代表的新一輪科技革命程序,汽車正在加速朝著電動化、智慧化、網聯化和共享化的方向邁進。汽車作為新技術整合應用的最佳載體之一,越來越多的新技術(人工智慧、DMS、ADAS、HUD)、感測器(Camera、毫米雷達等)、應用(手機互聯、音訊、影片、安全等)被廣泛延展到車內。這些新技術會使得底層作業系統和硬體平臺系統開發變的越來越難,汽車廠商會受到來自多作業系統叢集、跨SoC系統、Hypervisor、功能安全以及資訊保安等方面作業系統定製和最佳化的革新和挑戰。加之,更多螢幕被配置到車內,對於影響駕駛者體驗的UI/UE/HMI的開發複雜度隨之劇增。

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在“新四化”的變革下,面對日新月異的技術進步和日益嚴峻的市場環境,汽車廠商迫切需要一個系統平臺,能夠將多方面的新技術、作業系統、應用資源、雲服務融合到一起,支援自身下一代智慧網聯汽車發展,幫助他們節省整個智慧駕駛艙系統的開發時間。

中科創達深諳智慧汽車發展趨勢,依託智慧汽車作業系統平臺和人工智慧技術,以及優秀的Rightware Kanzi®3D、Kanzi for Android技術,打造全新一代智慧網聯汽車駕駛艙作業系統平臺——

TurboX Auto 4.0

,助力客戶實現產品快速落地,縮短上市週期並提升使用者體驗。TurboX Auto 4。0可支援市場主流SoC,實現了包括Cluster、IVI、PSE、HVAC以及智慧終端的多屏互聯軟體方案,為使用者提供了完善的車內娛樂與車內應用,並融合了DMS,AVM等車內視覺功能,搭建了完整的智慧駕駛艙基礎軟體平臺。

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中科創達智慧網聯座艙作業系統平臺——TurboX Auto4。0

汽車廠商和Tier1藉助TurboX Auto4。0平臺可以快速提升智慧汽車的品質和使用者人機互動體驗,同時可以節省智慧駕駛艙產品研發的50%時間,從而大大縮短整個汽車產品上市時間。

十年砥礪磨一劍 專注智慧汽車OS

中科創達作為全球領先的智慧作業系統產品和技術提供商,憑藉積累多年的作業系統技術經驗,自2013年佈局智慧汽車。2016年,中科創達收購了專注於汽車資訊娛樂系統研發的獨立設計公司愛普新思(Appsys)和汽車使用者介面軟體技術及服務供應商Rightware;2018年,收購全球領先的智慧視覺技術演算法公司MM Solutions。經過數年的技術精進及產業鏈生態拓展,中科創達憑藉OS+AI技術打通了從汽車電子底層機械、車載電子系統到雲端內容生態,形成了全棧的技術能力體系,可以提供包括駕駛艙人機互動系統設計和開發、ADAS技術支援、環視演算法、自動化測試臺架等等智慧汽車產品方案,助推下一代智慧駕駛艙的落地。

未來,中科創達將繼續夯實技術實力,和更多生態夥伴合作,不斷升級自身智慧汽車OS平臺,讓我們的技術應用於每一臺汽車,為駕乘人打造極致科技出行體驗!