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车用操作系统难题需从“根”上解决

操作系统内核是汽车实施高效安全的基础,脱离了内核,即便操作系统做得再好,从“根”技术上来说也是不可控的。脱离了“根”技术,我们随时都有可能被“卡脖子”。

多年以来,由于开发难度大、周期长,难以独立形成商业模式,国内一直都没有一套属于自己的车用操作系统内核。然而近年来,中国已成为全球最大的智能汽车市场,技术创新和产业生态发展日新月异,我国迫切需要一个开源、开放的操作系统内核,支撑全新技术架构的软硬件协同创新。这是我国实现新能源领域弯道超车的重要途径,也是中国汽车产业从汽车大国迈向汽车强国的必然选择。

今年5月27日,中国汽车工业协会(以下简称“中汽协会“)正式发布中国车用操作系统开源计划中首个微内核开源项目,引起了社会广泛关注。项目发布后,《汽车纵横》记者就该项目的相关问题采访了中国汽车工业协会秘书长助理兼技术部部长王耀。他表示:“我们有责任尽快打造一个以开源内核为基础的智能网联汽车软件系统中国方案。”

研发操作系统内核意义重大

“车用操作系统与汽车芯片在整个汽车产业链中,处于最底层的位置,具有很大的撬动作用,一旦底层的芯片与操作系统出现问题,会对我们整个汽车产业十几万亿元的产值产生重大的影响。”据王耀介绍,内核是一个操作系统的核心,此次中汽协会发起并推动的中国车用操作系统开源计划,旨在通过对底层原创技术的开源,与行业共建、共享、共治,逐步发展出“根”在中国的新一代自主车用操作系统,其中的内核是真正的‘根’技术。

据王耀介绍,当前,QNX、Linux 、Android仍是底层操作系统的核心,主流车企的智能驾驶操作系统或车载操作系统大多采用QNX+Linux或是QNX+Android的组合方式。在车载操作系统应用领域,QNX操作系统占据50%以上的市场份额;在智能驾驶操作系统领域,QNX操作系统占据市场份额更是高达90%,几乎处于垄断地位。

虽然在车控操作系统领域,我国已实现完全自主可控,得到规模化验证,具备全面国产化替代能力,但由于受到国际主流产品挤压,市场覆盖率始终有限。王耀表示,我国在车用操作系统微内核方面的研究严重滞后于国际,几乎没有可以与QNX对标、抗衡的国内产品,而国产智能网联汽车更是严重依赖于QNX操作系统,这不仅面临“卡脖子”风险,还制约了国产车用芯片和上层应用软件的发展。

王耀认为,开源操作系统微内核,将有助于推动汽车领域的技术发展和开源生态建设,基于开源模式形成可持续发展的汽车软件创新平台,实现技术、人才、知识、项目、生态、资金等的共享,推动技术创新迭代。对此,中国工程院院士李克强也发表了类似的看法。

在李克强看来,中国汽车工业协会软件分会发布中国车用操作系统开源计划并推出开源操作系统微内核,将有助于从芯片、工具、内核、应用、产业、开源等多个层面的自由发展,从而推动汽车领域的技术发展和开源生态建设。

底层内核建设需戮力同心

据《汽车纵横》记者了解,此次中电科普华基础软件向行业开源了”龘”(EasyAda)微内核源代码,将采用木兰公共许可证(第2版),已通过开放原子开源基金会代码托管平台AtomGit公开发布包括初始化代码、核心功能源代码、芯驰G9X适配代码等共计122个文件,14883行源代码。芯驰G9X是此次发布的中国车用操作系统开源计划的首个适配芯片。在项目中,芯驰将充分发挥全场景智能车芯企业在技术、产品和量产应用上的全面优势,做好底层芯片支撑。

据悉,G9系列处理器是芯驰科技专为新一代车内中央网关设计的高性能车规级汽车芯片,采用双内核异构设计,包含高性能Cortex-A55 CPU内核及双核锁步的高可靠Cortex-R5内核,在承载未来网关丰富应用的同时,也能满足高功能安全级别和高可靠性的要求。然而,芯片提供的只是“物质基础”,上层建筑则是要靠操作系统来完成的。

相比之下,操作系统的开发难度更大,一方面需要贴合汽车特性,符合国内用户的使用习惯,另一方面还需要直接呈现到产品与用户交互上。因此,操作系统的内核研发是一个系统工程,单凭一家或几家企业的能力显然无法快速地推进底层内核的建设与替代工作。据王耀介绍,目前开源的这款微内核,还不成熟,距离真正可上车量产应用还有很长的路要走,因此需要产业上下群策群力,共同加入中国车用操作系统开源共建当中。

”开源只是一种共建的形式。“王耀表示,开源除了“开放性源代码”外,还代表着专利、技术、平台的开放和共享,如何更好的建立产业共识,包括产业上下游对开源认知的统一,这是开源内核计划推行的难点之一。

而开源又是行业的大势所趋,因此需要建立科学的共建共享机制,更好的调动产业资源。在企业达成共识的基础上,如何让贡献者能公平、方便的共享成果,积极为开源贡献,这同样也是中汽协会的思考之一。

2025年,微内核逐步替代QNX

“当我们整个产业在面对智能化的变革时,才可以真正从底层技术上夯实地基,实现超越。”据王耀介绍,为推动自主车用操作系统技术的发展,中汽协会初步确定了三个阶段的目标。2023年底之前,完成POSIX PSE51标准服务的开发并启动OEM预研项目;2024年,力争实现功能安全的验证并启动OEM量产项目;2025年,在产业共建基础上,基于开源微内核的自主车用操作系统逐步替代QNX,力争实现自主开发和上车应用。这些目标的完成将为中国在智能汽车领域实现自主研发与应用提供坚实的技术基础和支撑。

针对中汽协会发起并推动的中国车用操作系统开源计划,王耀表示,只有在开源生态中所有的参与方都能从中获益,产业层面才能真正形成生态合力。未来的运营模式,希望是产业链上下游企业,积极参与共建的基础上发挥各自所长,形成增值的服务和产品,来满足中国主机厂商的需要。

据王耀介绍,未来推出的车用操作系统微内核将是社区版,既每家企业都可以基于它发展自己的发行版软件,同时可以将其与自身的操作系统和中间件结合,形成更好的解决方案。

这种有机的结合方式一方面能够满足不同厂商的需求,帮助厂商快速构建自己的平台,另一方面也能提高软硬件的兼容性和协同性,以更好地满足不同用户的需求。业内人士认为,这样的开源模式将成为未来智能汽车产业创新的新方向,推动中国车用操作系统技术的快速发展。

原工业和信息化部部长苗圩曾指出:“如果我们要增强紧迫感,我宁可用三年的时间,通过三年的努力打造一个自主可控的、开源开放的、最好是免费的操作系统,形成在中国市场上的产业发展生态。”随着软件定义汽车时代的到来,车用操作系统发挥着越来越关键的作用,也为中国本土车企提出了新的挑战。

在这个新的竞争环境下,推动自主可控的开源车用操作系统是中国汽车产业走向高质量发展的必经之路。因此,中汽协会倡议更多汽车产业同仁秉承开源共建精神,积极加入中国车用操作系统开源共建,群策群力,打造中国标准,推出以开源内核为基础的智能网联汽车软件系统中国方案,共同构建开源、开放的新一代车用操作系统根社区,推动全球智能网联汽车技术发展。

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