（文章來源：高工智能汽車）車載操作系統(tǒng)（Automotive Operating System-AOS），向來是各家車企、軟件商以及互聯(lián)網(wǎng)科技公司爭奪的主戰(zhàn)場。

       作為管理和控制車載硬件與車載軟件資源的程序系統(tǒng)，AOS是直接運(yùn)作在設(shè)備上的最基本的系統(tǒng)軟件，任何上層軟件，交互，數(shù)據(jù)都必須在操作系統(tǒng)的支持下才能運(yùn)行。

       目前主要的車載系統(tǒng)都是基于QNX、Linux開發(fā)，嚴(yán)格意義上來說，很多廠商使用的Android系統(tǒng)也是基于Linux內(nèi)核開發(fā)的。 

       QNX以其安全性和實(shí)時性著稱，滿足數(shù)字化儀表盤功能性安全的同時，兼顧了數(shù)據(jù)安全要求。用戶可以基于安全的內(nèi)核進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)，從而保證整機(jī)系統(tǒng)的安全可靠。

       但是QNX是基于服務(wù)模塊收費(fèi)的開發(fā)方式，對底層功能模塊進(jìn)行了嚴(yán)格封裝，導(dǎo)致他的擴(kuò)展性很差，并且這種封閉性的系統(tǒng)并不能滿足現(xiàn)在快速更新的智能車載系統(tǒng)的要求。 

       Android最大的優(yōu)勢在于龐大的手機(jī)群體，為其OS開發(fā)了豐富的應(yīng)用。而且，隨著車聯(lián)網(wǎng)的深入開發(fā)，車載Android系統(tǒng)在車載娛樂方面的應(yīng)用將會進(jìn)一步擴(kuò)大。

       但是Android在車載操作系統(tǒng)領(lǐng)域也存在著致命的短板，即系統(tǒng)的實(shí)時性和穩(wěn)定性，當(dāng)然也包括對資源的過分需求。此外，Android系統(tǒng)是一個單任務(wù)的操作系統(tǒng)，當(dāng)汽車多個系統(tǒng)，多ECU同時申請資源執(zhí)行任務(wù)時，基于Android的車載系統(tǒng)就會出現(xiàn)卡殼的現(xiàn)象。

       同時，市面上Android多版本共存，各個版本之間功能不統(tǒng)一的問題也是阻礙Android成為未來AOS的因素。

       而Linux有區(qū)別于QNX和Android的顯著優(yōu)勢，它是一個免費(fèi)開源的系統(tǒng)，具有高度的定制靈活性，允許制造商、車企以及其他供應(yīng)商免費(fèi)使用，進(jìn)行自由搭建。

       提到Linux就不得不提到AGL（Automotive Grade Linux），AGL是一個協(xié)作開源項(xiàng)目，由Linux 基金會管理，它將汽車制造商、供應(yīng)商和技術(shù)公司聚集在一起，以加速開發(fā)和采用完全開放的聯(lián)網(wǎng)汽車軟件堆棧。

       AGL最主要的是它是一套免費(fèi)使用和自由傳播的類Unix操作系統(tǒng)。Linux以他的高效和靈活性著稱，是一個基于POSIX和UNIX的多用戶、多任務(wù)、支持多線程和多CPU的操作系統(tǒng)。

       隨著汽車的發(fā)展，功能越來越多，所要求集成的硬件也會對應(yīng)的增加。而為了更簡單的控制大量的車載硬件，會對ECU分域處理，IHU車載娛樂、ICU數(shù)字儀表控制域、HUD抬頭系統(tǒng)控制，ADAS等。

       分域處理降低了硬件的控制，但是也提高了對車載系統(tǒng)的要求，需要車載系統(tǒng)能夠同時處理不同域硬件信息的并發(fā)反饋，同時也要控制各個系統(tǒng)的調(diào)度。而只有Linux這種多任務(wù)，多進(jìn)程并發(fā)處理的系統(tǒng)才符合要求。

       目前AGL聯(lián)盟下已經(jīng)相繼加入了一大批汽車制造商和供應(yīng)商，如豐田、鈴木、戴姆勒、福特、本田、捷豹路虎、馬自達(dá)、三菱、日產(chǎn)、斯巴魯、新特汽車、德賽西威等，今年1月份和4月份現(xiàn)代汽車和大眾汽車也陸續(xù)加入了AGL聯(lián)盟。

自主研發(fā)車機(jī)操作系統(tǒng)

       新特汽車是在2018年4月正式加入AGL，是目前中國唯一加入AGL的汽車制造企業(yè)。新特汽車智能車聯(lián)部總經(jīng)理肖華東對《高工智能汽車》表示，打造具有自主知識產(chǎn)權(quán)的車機(jī)端的操作系統(tǒng)對一家車企而言是至關(guān)重要的，這意味著在智能化、網(wǎng)聯(lián)化的趨勢下，車企自己能夠掌握著核心技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán)，這將助力新特汽車打造智能互聯(lián)汽車核心競爭力。

       新特汽車之所以選擇加入AGL聯(lián)盟一方面是出于打造自己的操作系統(tǒng)的需求，另一方面也是基于AGL平臺的資源和能力。

       肖華東表示，首先汽車制造業(yè)的研發(fā)生產(chǎn)周期比智能手機(jī)要長很多，在操作系統(tǒng)這塊，如果只單純考慮短期的利益和成效，后期的成本和研發(fā)壓力將會非常大。新特汽車一開始就是做了一個長期考慮，選擇自己研發(fā)操作系統(tǒng)，這是最開始就已經(jīng)明確的定位。

       其次，整個操作系統(tǒng)可以理解為三層，最底層的是硬件驅(qū)動層，第二層是操作系統(tǒng)層，第三層就是軟件應(yīng)用層面。

       大多數(shù)廠商只做了應(yīng)用層面的改善，并沒有做底層的系統(tǒng)層的改造，但其實(shí)操作系統(tǒng)層面的開發(fā)才是決定該操作系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。最明顯的就是基于Android系統(tǒng)做的多媒體操作應(yīng)用，看似功能豐富多樣，實(shí)際上系統(tǒng)不穩(wěn)定、流暢度也比較差。

       再者，車機(jī)是一個分布式的系統(tǒng)，Linux系統(tǒng)更符合車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的分布式架構(gòu)，在系統(tǒng)的加載速度、穩(wěn)定性上較Android系統(tǒng)有明顯優(yōu)勢。

       AGL聯(lián)盟里面已經(jīng)有了非常成熟的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和資源，新特加入AGL實(shí)際上是站在前人的肩膀上來進(jìn)行再研發(fā)，極大地縮短了研發(fā)周期并且節(jié)省了很多成本。

       目前國內(nèi)的操作系統(tǒng)大多都是基于Android定制的，傳統(tǒng)主機(jī)廠一般都是選擇找Tier1來研發(fā)，而Tier1因?yàn)樵贏ndroid系統(tǒng)上積累了非常多的經(jīng)驗(yàn)，有了相對成熟的方案，最后考慮到成本、技術(shù)、周期等因素，他們會直接將原來成熟的Android方案提供給主機(jī)廠。

       歸根結(jié)底，國內(nèi)在操作系統(tǒng)上的選擇權(quán)很少，還是在于國內(nèi)廠商在這方面的自主研發(fā)不足，相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)方面很弱。

操作系統(tǒng)的軟硬件結(jié)合 

       國內(nèi)目前自主開發(fā)操作系統(tǒng)存在一定的難度，最困難的地方是操作系統(tǒng)和硬件的結(jié)合，即軟件和硬件的一致性問題。軟件應(yīng)用層面大家都是大同小異，無法體現(xiàn)差異性，底層系統(tǒng)軟與硬件的結(jié)合才是真正實(shí)力差距的體現(xiàn)。

       肖華東強(qiáng)調(diào)，車機(jī)操作系統(tǒng)不單單是軟件的開發(fā)和應(yīng)用，它更看重的是如何把軟件和硬件完美的結(jié)合起來。

       就像是互聯(lián)網(wǎng)公司在做車機(jī)操作系統(tǒng)時有一個明顯的短板就是對汽車硬件方面經(jīng)驗(yàn)匱乏，他們具備深厚的軟件研發(fā)能力，但在汽車硬件的處理上做的不夠好，導(dǎo)致后期測試出現(xiàn)很多問題。

       新特汽車的操作系統(tǒng)之所以定義為DOS而不是UI，也是因?yàn)檫@個系統(tǒng)是軟件硬件結(jié)合的一體化控制，而不僅僅只是做了交互上的體驗(yàn)。

       此外，為了保證底層車機(jī)系統(tǒng)安全流暢運(yùn)行，新特汽車借鑒了特斯拉的通訊方式，采用復(fù)合網(wǎng)絡(luò)。汽車?yán)锩嬗袃煞N通訊方式，第一種是CAN網(wǎng)絡(luò)，第二種就是以太網(wǎng)。

       CAN網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢在于比較穩(wěn)定，而且已經(jīng)使用了很多年，方案很成熟，所以一般車機(jī)都是采用CAN網(wǎng)絡(luò)，但它也有缺點(diǎn)就是通訊的帶寬較窄，拓展能力比較差。

       以太網(wǎng)的通信速度比CAN網(wǎng)絡(luò)快，最明顯的問題就是容易丟包，安全穩(wěn)定性較差，不適合車機(jī)網(wǎng)絡(luò)的要求。

       肖華東表示，新特汽車參考了以太網(wǎng)和CAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的結(jié)構(gòu)，涉及到整車底層的控制就采用CAN網(wǎng)絡(luò)，基于多媒體的通信、導(dǎo)航等應(yīng)用采用以太網(wǎng)，用這樣一個復(fù)合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來保證系統(tǒng)的速度和安全穩(wěn)定。

       新特目前正在做的一件事就是打造一個通用的平臺，該平臺的主要作用是確保所有體驗(yàn)的一致性和完整性，后面不管是高端車還是低端車型都可以使用這個平臺，用這一套系統(tǒng)運(yùn)行可以為用戶提供更好的體驗(yàn)。

       從長遠(yuǎn)來看，平臺在第一代車型的投入的時間、人力和財(cái)力的成本將會非常大，但是到后面第二代車型的時候，很多東西已經(jīng)有了之前的積累，在進(jìn)行開發(fā)時就會縮短周期減少資金投入，形成體系化的進(jìn)化能力。

域控制集成簡化軟件建構(gòu)

       汽車由機(jī)械化向電氣化轉(zhuǎn)變的過程中，內(nèi)部的電子電器結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，ECU電子控制單元不斷增多，目前一輛普通新車的ECU多達(dá)60-100個，但隨著汽車智能化、電氣化的深入發(fā)展，ECU的數(shù)量不可能會持續(xù)增加，因?yàn)檫@樣勢必會提高整個系統(tǒng)的復(fù)雜性。

       肖華東提到，如果汽車ECU過多，一方面會額外增加單片機(jī)成本，浪費(fèi)資源，更重要的是，過多的ECU會導(dǎo)致在內(nèi)部控制上變得更復(fù)雜，這也是近年來域控制技術(shù)快速發(fā)展的原因。

       域控制簡單來講就是把功能相同的模塊做一個集成，達(dá)到簡化汽車內(nèi)部軟件架構(gòu)的目的。

       至于之前的汽車沒有用到域控制器，就是因?yàn)榱悴考际遣煌?yīng)商各自提供，大家之間的合作聯(lián)系不夠緊密，主機(jī)廠在整車設(shè)計(jì)完成后，在進(jìn)行集成測試的時候，會發(fā)現(xiàn)零部件之間無法確保協(xié)同一致，可能出現(xiàn)相互干擾的情況，這樣額外增加較多的SOP時間。

       但是如果Tier1在最開始就是提供的整體方案，那么主機(jī)廠在整車測試的時候只需要在域和域之間做調(diào)試，不用細(xì)化到每個零部件上，節(jié)省了很多時間和人力成本，加快車型的迭代研發(fā)周期。

       在智能互聯(lián)時代，如何把不同的域劃分到一起？目前業(yè)內(nèi)還沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，受限于Tier1零部件研發(fā)的周期和成本影響，大家都還是呈現(xiàn)著一個摸索的狀態(tài)。

       “域這個術(shù)語可以被用來作為一種手段，把機(jī)械系統(tǒng)與電子系統(tǒng)組合起來?！毙とA東提到他對于域的劃分的理解，Model 3把儀表和中控大屏集成到一起，就是一個非常好的按域進(jìn)行功能整合的探索。

       肖華東認(rèn)為，域的劃分應(yīng)該與不同的車型定位相關(guān)，兼顧技術(shù)和實(shí)際的應(yīng)用場景，類似于空調(diào)照明控制等可以做成一個域的集成，多屏聯(lián)動的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、網(wǎng)關(guān)和儀表的功能等可以集成到一塊。

       肖華東對《高工智能汽車》透露，新特汽車目前已經(jīng)研發(fā)了兩款域控制器，預(yù)計(jì)將搭載在下一款量產(chǎn)車上?！靶绿仄嚥粌H僅是堅(jiān)定走按域控制進(jìn)行劃分的整車研發(fā)思路，更為重要的其實(shí)是想推動形成智能互聯(lián)業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)，推動汽車電子電器架構(gòu)的變革?！?/strong>