计算机经常被用作测量单位,代表从底层硬件到应用软件层的全栈系统。其实汽车还在E/E分布式架构的时候,据说就搭载了上百台小型电脑——ECU。
伊莱比特亚洲区合作伙伴管理负责人顾春解释说,基于功能,ECU需要进行自下而上的全栈开发,从硬件、操作系统(OS)、中间件到应用,而OEM需要支付整个系统的费用。
从这个角度来看,软硬件的解耦其实是一条节约成本的路径:通过AUTOSAR对OS和中间件(MW)的标准化,可以将整车装载的数百个ECU按照不同的功能分区在同一基础上进行开发,既降低了供应企业重复运维的难度,也使得OEM厂商不再为重复的零部件买单,可以通过延伸形成一定程度的经济效益。
顾春认为,随着脱钩的深入,车载功能、软件操作平台、汽车平台之间的独立程度将与手机相同,而车载级操作系统平台将是这一过程中的重要助力。
图片来源:伊莱比特官网
操作系统:软件和硬件之间的桥梁&;电脑管家
操作系统是硬件之上的第一层软件,它提供了硬件和其他软件之间的接口。它诞生于裸机编程无法满足系统需求,后期维护升级成本飙升的背景下。它用来控制其他程序的运行,管理内存的分配,决定系统资源供求的优先级,以及一些基本的服务程序,可以比作一个像电脑一样的大房子里尽职尽责的管家。
在传统汽车行业,ECU电子开发使用的OSEK OS(Automotive Electronic Open System and Interface)是一个实时单核操作系统,以满足汽车电子可靠性、实时性和成本敏感性的要求。AUTOSAR在OSEK OS的基础上提出CP AUTOSAR OS,支持多核处理,相对统一了ECU使用的OS。
应用于ECU的汽车操作系统主要分为三类:基于QNX、Linux和Android。根据ECU的主要功能划分,分为整车控制操作系统和车载操作系统,其中车载操作系统主要包括信息娱乐和智能驾驶舱,车载操作系统分为安全整车控制(动力、底盘等。)和自动驾驶车辆控制。
从开发上区分,汽车操作系统包括GPOS(通用操作系统)和RTOS(实时操作系统)。前者可以实现在线多用户交互,后者必须保证在可预测的时限内响应外部事件或数据。
具体来说,GPOS一般采用时间片轮换方式,通过时钟中断或软中断来中断当前执行任务,抢占CPU控制器,调度任务并切换到新任务开始执行,一般用于娱乐系统的人机交互。
RTOS需要快速响应任务处理,并控制所有实时任务协调运行。一般用于安防、车辆控制等领域,如QNX和VxWorks。
一般来说,对于车载操作系统中的信息娱乐和智能驾驶舱,由于功能安全和信息安全要求不高,大多基于Android/Linux开发,使用GPOS通用操作系统。针对安全性和实时性要求高的自动驾驶仪控制器,一般基于Linux/QNX/VxWorks开发,使用RTOS实时操作系统。
图片来源:伊莱比特官网
车辆级操作系统为汽车“瘦身”
目前汽车操作系统分为ROM汽车操作系统和定制操作系统。
ROM车载操作系统是基于Linux或Android有限开发的,不涉及系统内核的修改,所以难度较小,如宝马iDrive、小鹏Xmart OS、蔚来NIO OS等。定制操作系统是在内核的基础上深度开发,覆盖内核到应用层面,开发成本高,难度大,如Tesla版、华为鸿蒙系统OS、AliOS等。
随着汽车软件生态的发展,汽车操作系统逐渐与驾驶舱操作系统、智能驾驶操作系统一起演变为车载操作系统,从操作系统层面推动汽车从分布式智能走向车载智能。
基于内核的改变和开发越深入,操作系统的定制化程度越高,有助于在用户端体验车模的特性,真正实现软件定义汽车。
就开发端而言,整车级操作系统有助于将复杂的ECU整车网络抽象简化为单一设备,对整车生命周期进行管理、监督和更新,同时可以实现一定规模的经济效益:
分布式E/E架构不仅带来了海量的线束和传输问题,也增加了主机厂和供应商的成本。在AUTOSAR统一规范之前,零部件企业如果要开发一个控制windows的ECU,需要进行从应用、中间件、操作系统到硬件的全栈研发,车企要为整套服务买单。
从分布式E/E架构转移到功能集中的区域架构后……ns,可以在共同的基础上构建功能划分相同的ECU,AUTOSAR进一步统一了不同ECU共享的中间件和操作系统的标准,从而节省了开发和购买重复组件的成本,取得了一定程度的经济效益。
图片来源:伊莱比特
以此类推,顾春提出,如果基于统一的车辆系统抽象分别构建车辆平台,将车辆的功能开发从整车生命周期中分离出来,将公共部分从功能域扩展到车辆的大部分系统,甚至整车,将会取得更大的经济效益。
顾春解释说,所谓“抽象”是软硬解耦的进一步演进,将汽车分为可扩展的硬件平台、核心软件(操作系统部分)、中间件和边缘计算层(adaptive & amp;经典的AUTOSAR、DDS、Android),平台服务、应用和功能服务层,从原来基于ECU的物理线性传输网络,到应用程序之间使用API的通信,独立于功能域、底层硬件和执行功能的ECU。
图片来源:伊莱比特
为什么功能、软件、车辆平台要解耦?
在整车功能开发与车辆生命周期脱钩后,顾春想象下一阶段汽车行业将步入软件平台功能开发与生命周期的脱钩,从而实现软件平台周期与车辆平台周期的脱钩。最终的愿景是功能软件平台和车辆平台可以独立维护。
图片来源:伊莱比特
这个过程类似于手机的应用生态。不同的是,汽车功能应用、软件平台、车载平台的生命周期相差较远,汽车功能维护升级的周期较短,而车载平台、软件平台受硬件限制,相对较长。
比如顾春预测,2023-2029年,车辆平台迭代周期为3年,软件平台的版本更新将与车辆平台一一对应,高度绑定。相比之下,软件平台的维护周期为十年,车辆平台的维护周期以车辆寿命为限,一般为8~15年。
图片来源:伊莱比特
对比手机行业,以iPhone6s为例,即使设备停产(该机型平台停止迭代),手机的软件平台也在持续升级,从IOS12升级到IOS15。由此可见,汽车行业目前存在明显缺陷:软件平台无法在老的车辆平台上升级,新功能的兼容无法在老的软件平台上实现。
顾春表示,软件平台与车载平台的生命周期解耦,不仅丰富了用户的体验,也在一定程度上延长了在同一平台车型上的使用时间,这就是汽车软件生态与手机行业接轨的意义所在。
要实现功能级、软件平台和整车平台的解耦,首先要做的是整车级OS的建设和可持续运营。顾春认为需要从运维两个角度切入:从运营角度来说,“标准化”是关键词,需要统一车辆接口,统一系统理念和车辆功能,减少车载软件的变量。从可持续运营的角度来看,“维护”是关键词,将软件生命周期和车辆生命周期分开,变量和版本管理通过可持续维护来支撑生态系统的构建。
一般来说,构建和运行一个汽车操作系统需要三种方法论:汽车OS,一个软件平台,可以将复杂的ECU车载网络抽象成一个单一的设备,目的是将软件功能从汽车生命周期中分离出来,维护是其生存的关键;变量和版本管理通过可持续维护支持生态系统的构建。
(以上内容根据2022年8月3日由Gaspar和AUTOSAR联合主办的第三届软件定义汽车论坛暨2022年AUTOSAR中国日上,伊莱比特合伙人管理亚洲区负责人顾春发表的题为《汽车操作系统——未来汽车的创新驱动力》的主题演讲进行理解和整理。)计算机常被用作计量单位,代表从底层硬件到应用软件层的全栈系统。其实汽车还在E/E分布式架构的时候,据说就搭载了上百台小型电脑——ECU。
伊莱比特亚洲区合作伙伴管理负责人顾春解释说,基于功能,ECU需要进行自下而上的全栈开发,从硬件、操作系统(OS)、中间件到应用,而OEM需要支付整个系统的费用。
从这个角度来看,软硬件的解耦其实是一条节约成本的路径:通过AUTOSAR对OS和中间件(MW)的标准化,可以将整车装载的数百个ECU按照不同的功能分区在同一基础上进行开发,既降低了供应企业重复运维的难度,也使得OEM厂商不再为重复的零部件买单,可以通过延伸形成一定程度的经济效益。
顾春认为,随着脱钩的深入,车载功能、软件操作平台、汽车平台之间的独立程度将与手机相同,而车载级操作系统平台将是这一过程中的重要助力。
图片来源:伊莱比特官网
操作系统:软件和硬件之间的桥梁&;电脑管家
操作系统是硬件之上的第一层软件,它提供了硬件和其他软件之间的接口。它诞生于裸机编程无法满足系统需求,后期维护升级成本飙升的背景下。它用来控制其他程序的运行,管理内存的分配,决定系统资源供求的优先级,以及一些基本的服务程序,可以比作一个像电脑一样的大房子里尽职尽责的管家。
在传统汽车行业,ECU电子开发使用的OSEK OS(Automotive Electronic Open System and Interface)是一个实时单核操作系统,以满足汽车电子可靠性、实时性和成本敏感性的要求。AUTOSAR在OSEK OS的基础上提出CP AUTOSAR OS,支持多核处理,相对统一了ECU使用的OS。
应用于ECU的汽车操作系统主要分为三类:基于QNX、Linux和Android。根据ECU的主要功能划分,分为整车控制操作系统和车载操作系统,其中车载操作系统主要包括信息娱乐和智能驾驶舱,车载操作系统分为安全整车控制(动力、底盘等。)和自动驾驶车辆控制。
从开发上区分,汽车操作系统包括GPOS(通用操作系统)和RTOS(实时操作系统)。前者可以实现在线多用户交互,后者必须保证在可预测的时限内响应外部事件或数据。
具体来说,GPOS一般采用时间片轮换方式,通过时钟中断或软中断来中断当前执行任务,抢占CPU控制器,调度任务并切换到新任务开始执行,一般用于娱乐系统的人机交互。
RTOS需要快速响应任务处理,并控制所有实时任务协调运行。一般用于安防、车辆控制等领域,如QNX和VxWorks。
一般来说,对于车载操作系统中的信息娱乐和智能驾驶舱,由于功能安全和信息安全要求不高,大多基于Android/Linux开发,使用GPOS通用操作系统。针对安全性和实时性要求高的自动驾驶仪控制器,一般基于Linux/QNX/VxWorks开发,使用RTOS实时操作系统。
图片来源:伊莱比特官网
车辆级操作系统为汽车“瘦身”
目前汽车操作系统分为ROM汽车操作系统和定制操作系统。
ROM车载操作系统是基于Linux或Android有限开发的,不涉及系统内核的修改,所以难度较小,如宝马iDrive、小鹏Xmart OS、蔚来NIO OS等。定制操作系统是在内核的基础上深度开发,覆盖内核到应用层面,开发成本高,难度大,如Tesla版、华为鸿蒙系统OS、AliOS等。
随着汽车软件生态的发展,汽车操作系统逐渐与驾驶舱操作系统、智能驾驶操作系统一起演变为车载操作系统,从操作系统层面推动汽车从分布式智能走向车载智能。
基于内核的改变和开发越深入,操作系统的定制化程度越高,有助于在用户端体验车模的特性,真正实现软件定义汽车。
就开发端而言,整车级操作系统有助于将复杂的ECU整车网络抽象简化为单一设备,对整车生命周期进行管理、监督和更新,同时可以实现一定规模的经济效益:
分布式E/E架构不仅带来了海量的线束和传输问题,也增加了主机厂和供应商的成本。在AUTOSAR统一规范之前,零部件企业如果要开发一个控制windows的ECU,需要进行从应用、中间件、操作系统到硬件的全栈研发,车企要为整套服务买单。
从分布式E/E架构转移到功能集中的区域架构后……ns,可以在共同的基础上构建功能划分相同的ECU,AUTOSAR进一步统一了不同ECU共享的中间件和操作系统的标准,从而节省了开发和购买重复组件的成本,取得了一定程度的经济效益。
图片来源:伊莱比特
以此类推,顾春提出,如果基于统一的车辆系统抽象分别构建车辆平台,将车辆的功能开发从整车生命周期中分离出来,将公共部分从功能域扩展到车辆的大部分系统,甚至整车,将会取得更大的经济效益。
顾春解释说,所谓“抽象”是软硬解耦的进一步演进,将汽车分为可扩展的硬件平台、核心软件(操作系统部分)、中间件和边缘计算层(adaptive & amp;经典的AUTOSAR、DDS、Android),平台服务、应用和功能服务层,从原来基于ECU的物理线性传输网络,到应用程序之间使用API的通信,独立于功能域、底层硬件和执行功能的ECU。
图片来源:伊莱比特
为什么功能、软件、车辆平台要解耦?
在整车功能开发与车辆生命周期脱钩后,顾春想象下一阶段汽车行业将步入软件平台功能开发与生命周期的脱钩,从而实现软件平台周期与车辆平台周期的脱钩。最终的愿景是功能软件平台和车辆平台可以独立维护。
图片来源:伊莱比特
这个过程类似于手机的应用生态。不同的是,汽车功能应用、软件平台、车载平台的生命周期相差较远,汽车功能维护升级的周期较短,而车载平台、软件平台受硬件限制,相对较长。
比如顾春预测,2023-2029年,车辆平台迭代周期为3年,软件平台的版本更新将与车辆平台一一对应,高度绑定。相比之下,软件平台的维护周期为十年,车辆平台的维护周期以车辆寿命为限,一般为8~15年。
图片来源:伊莱比特
对比手机行业,以iPhone6s为例,即使设备停产(该机型平台停止迭代),手机的软件平台也在持续升级,从IOS12升级到IOS15。由此可见,汽车行业目前存在明显缺陷:软件平台无法在老的车辆平台上升级,新功能的兼容无法在老的软件平台上实现。
顾春表示,软件平台与车载平台的生命周期解耦,不仅丰富了用户的体验,也在一定程度上延长了在同一平台车型上的使用时间,这就是汽车软件生态与手机行业接轨的意义所在。
要实现功能级、软件平台和整车平台的解耦,首先要做的是整车级OS的建设和可持续运营。顾春认为需要从运维两个角度切入:从运营角度来说,“标准化”是关键词,需要统一车辆接口,统一系统理念和车辆功能,减少车载软件的变量。从可持续运营的角度来看,“维护”是关键词,将软件生命周期和车辆生命周期分开,变量和版本管理通过可持续维护来支撑生态系统的构建。
一般来说,构建和运行一个汽车操作系统需要三种方法论:汽车OS,一个软件平台,可以将复杂的ECU车载网络抽象成一个单一的设备,目的是将软件功能从汽车生命周期中分离出来,维护是其生存的关键;变量和版本管理通过可持续维护支持生态系统的构建。
(以上内容根据2022年8月3日由Gaspar和AUTOSAR联合主办的第三届软件定义汽车论坛暨2022年AUTOSAR中国日上,伊莱比特合伙人管理亚洲区负责人顾春发表的题为《汽车操作系统——未来汽车的创新驱动力》的主题演讲进行理解和整理。)
7月,比亚迪宋PLUS以领先宏光NINIEV655辆的优势首夺冠,宏光NINIEV环比下降197获得亚军,秦PLUS销量首次突破3万辆首次夺得季军。
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