华为崔爱国：智能汽车操作系统，加速产业生态融合与升级

2021年6月17日至19日，由中国汽车工业协会主办的第十一届中国汽车论坛在嘉定举行。站在新五年的起点上，本届论坛以“新起点、新战略格局——推动汽车产业高质量发展”为主题，设置“一次闭门峰会+一次会议论坛+两次中外论坛+12场主题论坛”，全方位汇聚政府领导、全球汽车企业领袖、汽车行业精英，共商汽车产业强市大计，落实国家提出的“二氧化碳排放峰值、碳中和”战略目标要求，助力打造。其中，华为智能汽车解决方案BU首席软件架构师崔在6月18日下午举行的“智能网联汽车产业生态的整合与升级”主题论坛上发表演讲。以下为现场演讲:

各位领导、各位专家，很高兴站在这里。作为解决方案和部件的供应商，我将与您分享智能汽车操作系统的内容。传统汽车中的操作系统大家都比较熟悉，用的也比较多。随着智能网联汽车技术的发展变化，操作系统是系统中承上启下的一环，是智能网联汽车的核心枢纽。智能车辆的新变化也给操作系统带来了新的需求。今天，我们也将介绍我们在智能车辆操作系统方面的思考和实践。未来，智能汽车将发展成为“第三生命”空间。以前我们关注的是汽车的驾驶体验。未来汽车会带来全方位的体验，比如新能源汽车，这是一种移动储能装置，可以在野外烧烤时供电。未来的汽车也是新的移动办公室，提供更好的视听和视觉体验空间，甚至是你的私人影院。我们的AR-HUD技术可以根据汽车的前挡投射出巨大的屏幕。另外，汽车也是你的私人助理。在北京上海这样的大城市，每天来回通勤要花很长时间。比如我今天早上从家里开车到会场，30多公里的路程，花了我一个半小时。在这一个半小时的时间里，未来将通过自动驾驶技术释放人的精力和时间，汽车可以辅助完成大量工作，带来更多的体验提升。此外，智能汽车从一次性销售变成了持续创造价值的起点。汽车销售后，可以提供应用订阅服务，或者升级软件OTA，甚至未来整个移动出行也是服务。未来，消费者或用户对汽车的需求将更加个性化、定制化，逐渐走向千人体验，这将推动智能汽车向a+平台生态模式进化。传统汽车卖给客户后，体验基本保持不变，除非你是发烧友去定制或者改装。智能汽车可以通过不断的OTA升级带来更好的体验提升。产业合作模式将逐步走向平台+生态模式。汽车厂商、供应商、软件厂商等等会围绕客户体验优化提升分工合作，抓住客户体验的提升，让消费者买单，整个产业链的协同分工会发生改变。在这个过程中，一些汽车制造商可能会考虑建立自己的新平台。此前李总裁和何经理也表示，有些车厂会选择合作，这些车型可能会存在，这就需要新的软件架构、工程和方法，包括总裁提到的安全方面的考虑，更需要新的软件技术的支撑。大家都提到了智能汽车的数据。未来，智能化、数字化的智能网联汽车和汽车软件将逐渐从以代码为中心的开发模式向数据驱动模式转变。左边是开发软件的原始方式。很多工作就是写代码，做设计，按照流程写代码，写完之后测试验证，然后部署到总线上。在智能数字汽车时代，尤其是AI范式的软件，在数据采集、处理和训练方面做了大量的工作，a……产生新的模型，通过OTA部署到汽车上，包括未来的汽车安全部件，也可能通过AI技术和数字技术进行改进。比如很多标定数据都是汽车出厂前标定的。在未来的智能汽车时代，汽车越来越能理解你。这个过程可以通过大数据和AI技术来实现，这可能会改变现有的研发流程。当然不是说代码不重要，而是代码相关的工作量投入减少了。未来，70%甚至更多的R&D工作负载可能与数据相关。未来将形成车与云协同的数据闭环系统，让车辆在整个生命周期内从静态进化到动态。汽车真的从传统汽车变成了“新物种”。智能车身、动力、底盘等传统汽车应用，加上全新的智能驾驶舱、智能驾驶等新应用。这些应用功能是多样化的，或者说是不同的。车内不同场景、不同功能的应用算法对我们的芯片、计算能力、功能都有不同的要求。现在车上有100多个零件。每个零件由不同的制造商生产，并交付给汽车工厂。这些部分也是有区别的。对于每个部分，通过工具定制嵌入式软件。在这种模式下，100多个零件应用于多个模型，经过几年的迭代，会有更多的版本。将来这些部分会升级，需要维护软件分支。现有的模式会导致非常大的碎片化，维护这么多软件分支需要很大的投入，所以我们认为未来需要统一的架构和软件平台。因为未来硬件可能还是差异化、多元化的，上面的应用也是差异化、多元化的，需要一个统一的操作系统，包括系统软件、中间件。可以通过统一的架构、统一的框架、统一的编程接口来实现统一部署，否则软件在整个生命周期内很难迭代升级。让我们看看芯片。左边，车内的MCU芯片很多，从早期的8位、16位到现在的32位、64位。MCU芯片在功能安全和可靠性方面做了很多设计考虑。软件根据硬件配置进行定制和开发。右边自动驾驶仪和智能驾驶舱使用的SOC不仅包括MCU、ISP、DSP和AI处理单元等。整个系统架构发生了巨大的变化。原有的定制或适配方式很难适应这种高计算能力的芯片。此外，新的智能化和数字化，如智能驾驶或智能驾驶舱场景，需要高性能、高可靠性的异构实时操作系统，这是经典AutoSAR难以满足的。同时，开发过程方法也面临着巨大的挑战，这就需要新一代的智能汽车操作系统。操作系统在系统中承上启下，对接硬件和芯片，对接应用和功能，还涉及开发者和合作伙伴。所以我们认为操作系统是系统的核心枢纽，连接“H、B、C、D”。h是硬件芯片合作伙伴，支持汽车的各种功能，包括车身、动力、底盘等安全相关的功能，以及自动驾驶、智能驾驶舱等功能。一些对计算能力要求很高的SoC，OS需要迎接硬件/组件多样性的挑战，释放异构SoC芯片的计算能力。b是合作伙伴，操作系统需要支持合作伙伴共同实现业务共赢。对于C消费者来说，就像智能手机一样，可以通过APP store不断升级自己的软件，带来各种差异化的功能。对于未来的智能汽车，OS托管应用也可以通过软件升级带来新的功能和体验升级，让我的车越来越懂我。d汽车领域的软件开发者需要提供一个简单易用的开发平台，支持高效、便捷、安全的安全关键软件开发。下面介绍一下我们对智能汽车操作系统的思考。我们为安全车控制提供MCU的操作系统VOS。用于自动驾驶的操作系统AOS是基于智能驾驶舱中鸿蒙系统版本的HOS。接下来，我们希望……o定义硬件和芯片与业界的接口。为上层应用层提供统一的框架和服务，支持多样化的应用，也支持智能车辆控制、智能驾驶、智能驾驶舱等相关软件。我们已经在中汽协的指导下，携手行业做相关工作。未来智能汽车的操作系统会逐渐走向平台模式，包括操作平台，主要是刚才说的三个操作系统，还有一个很薄的层打通三个系统的服务治理、通信、安全等功能。跑步平台涉及安全，需要满足功能安全要求。开发平台需要提供服务和模型开发能力，以支持高效和敏捷的开发。对于硬件和芯片层，需要对接MCU芯片和SOC芯片。本页分享操作系统在一个控制器上的部署实践，这个控制器是一个非常复杂的域控制器，有一个异构的SOC，具有很高的计算能力，SOC包含MPU、MCU、AI处理单元等等。需要运行多个SOC实例，如用于传感功能的ASIL-B和用于规划、控制和决策等相关应用的ASIL-D。还有一些软件原本运行在MCU上。从连续性或资产利用率的角度来看，将这些功能移植到高计算芯片上需要部署多个AOS VOS，因此整个架构需要底层的安全隔离引擎来支持不同安全级别的多个OS实例的部署。我们还需要支持高速实时以太网通信。在硬件上还有一个独立的安全MCU来完成最小的安全相关功能。这些功能需要数据和软件功能来相互通信。总的来说，这个系统需要OS支持:第一，支持异构芯片。第二，支持股票功能的进化。第三，满足星上实时以太网高性能的确定性。第四，实现全域控制器内部的多种功能，甚至未来多域控制器之间，车与云之间的整体分布式服务、通信、数据安全等能力。第五，感知软件需要兼顾安全、生态、性能等多维度需求。最后，苗部长上午也提到了，技术是完全自主可控的，我们已经实现了全栈自研，不会被国外技术卡住。在开发工具上，需要提供覆盖设计、开发、验证的工具链，让智能汽车软件的开发更加高效、敏捷。总体来说，我们将提供与车载软件相关的架构设计，包括逻辑功能设计、软件设计和网络拓扑设计。这些工具还需要与行业上下游工具对接，涵盖从车辆到各个电子单元的软件框架，各个应用软件的行为逻辑，如何配置系统，以及自动代码生成、编译部署、功能验证、辅助分析等等。总的来说，我们希望与您合作，从系统设计到软件开发、仿真、验证和分析，实现全栈自研、自主控制。第二，我们希望这些工具能够实现统一的架构，降低开发人员使用和学习的成本。第三，软件开发工具支持以及上下游工具和标准的对接支持。第四，在架构设计、详细设计、代码生成等各个阶段实现小闭环验证。，最终实现“建则正”的发展模式。汽车的安全性非常重要。在我们操作系统的设计中，核心组件需要满足安全要求。所以这几年我们也投入了很大的精力去满足一些行业的认证，包括ASPICE，ISO26262在车内的功能安全认证，还有一些信息安全认证。总的来说，我们在工艺、文化、认证方面都把安全作为第一考虑。最后一个视频展示了我们如何支持面向服务和基于模型的开发。我的分享到此结束，谢谢！2021年6月17日至19日，由中国汽车工业协会主办的第十一届中国汽车论坛在嘉定举行。站在新五年的起点上，本届论坛以“新起点、新战略格局——推动汽车产业高质量发展”为主题，设置“一次闭门峰会+一次会议论坛+两次中外论坛+12场主题论坛”，全方位汇聚政府领导、全球汽车企业领袖、汽车行业精英，共商汽车产业强市大计，落实国家提出的“二氧化碳排放峰值、碳中和”战略目标要求，助力打造。其中，华为智能汽车解决方案BU首席软件架构师崔在6月18日下午举行的“智能网联汽车产业生态的整合与升级”主题论坛上发表演讲。以下为现场演讲:

各位领导、各位专家，很高兴站在这里。作为解决方案和部件的供应商，我将与您分享智能汽车操作系统的内容。传统汽车中的操作系统大家都比较熟悉，用的也比较多。随着智能网联汽车技术的发展变化，操作系统是系统中承上启下的一环，是智能网联汽车的核心枢纽。智能车辆的新变化也给操作系统带来了新的需求。今天，我们也将介绍我们在智能车辆操作系统方面的思考和实践。未来，智能汽车将发展成为“第三生命”空间。以前我们关注的是汽车的驾驶体验。未来汽车会带来全方位的体验，比如新能源汽车，这是一种移动储能装置，可以在野外烧烤时供电。未来的汽车也是新的移动办公室，提供更好的视听和视觉体验空间，甚至是你的私人影院。我们的AR-HUD技术可以根据汽车的前挡投射出巨大的屏幕。另外，汽车也是你的私人助理。在北京上海这样的大城市，每天来回通勤要花很长时间。比如我今天早上从家里开车到会场，30多公里的路程，花了我一个半小时。在这一个半小时的时间里，未来将通过自动驾驶技术释放人的精力和时间，汽车可以辅助完成大量工作，带来更多的体验提升。此外，智能汽车从一次性销售变成了持续创造价值的起点。汽车销售后，可以提供应用订阅服务，或者升级软件OTA，甚至未来整个移动出行也是服务。未来，消费者或用户对汽车的需求将更加个性化、定制化，逐渐走向千人体验，这将推动智能汽车向a+平台生态模式进化。传统汽车卖给客户后，体验基本保持不变，除非你是发烧友去定制或者改装。智能汽车可以通过不断的OTA升级带来更好的体验提升。产业合作模式将逐步走向平台+生态模式。汽车厂商、供应商、软件厂商等等会围绕客户体验优化提升分工合作，抓住客户体验的提升，让消费者买单，整个产业链的协同分工会发生改变。在这个过程中，一些汽车制造商可能会考虑建立自己的新平台。此前李总裁和何经理也表示，有些车厂会选择合作，这些车型可能会存在，这就需要新的软件架构、工程和方法，包括总裁提到的安全方面的考虑，更需要新的软件技术的支撑。大家都提到了智能汽车的数据。未来，智能化、数字化的智能网联汽车和汽车软件将逐渐从以代码为中心的开发模式向数据驱动模式转变。左边是开发软件的原始方式。很多工作就是写代码，做设计，按照流程写代码，写完之后测试验证，然后部署到总线上。在智能数字汽车时代，尤其是AI范式的软件，在数据收集、处理和训练方面做了大量工作，…d新的模型产生，通过OTA部署到汽车上，包括未来的汽车安全部件，也可能通过AI技术和数字技术进行改进。比如很多标定数据都是汽车出厂前标定的。在未来的智能汽车时代，汽车越来越能理解你。这个过程可以通过大数据和AI技术来实现，这可能会改变现有的研发流程。当然不是说代码不重要，而是代码相关的工作量投入减少了。未来，70%甚至更多的R&D工作负载可能与数据相关。未来将形成车与云协同的数据闭环系统，让车辆在整个生命周期内从静态进化到动态。汽车真的从传统汽车变成了“新物种”。智能车身、动力、底盘等传统汽车应用，加上全新的智能驾驶舱、智能驾驶等新应用。这些应用功能是多样化的，或者说是不同的。车内不同场景、不同功能的应用算法对我们的芯片、计算能力、功能都有不同的要求。现在车上有100多个零件。每个零件由不同的制造商生产，并交付给汽车工厂。这些部分也是有区别的。对于每个部分，通过工具定制嵌入式软件。在这种模式下，100多个零件应用于多个模型，经过几年的迭代，会有更多的版本。将来这些部分会升级，需要维护软件分支。现有的模式会导致非常大的碎片化，维护这么多软件分支需要很大的投入，所以我们认为未来需要统一的架构和软件平台。因为未来硬件可能还是差异化、多元化的，上面的应用也是差异化、多元化的，需要一个统一的操作系统，包括系统软件、中间件。可以通过统一的架构、统一的框架、统一的编程接口来实现统一部署，否则软件在整个生命周期内很难迭代升级。让我们看看芯片。左边，车内的MCU芯片很多，从早期的8位、16位到现在的32位、64位。MCU芯片在功能安全和可靠性方面做了很多设计考虑。软件根据硬件配置进行定制和开发。右边自动驾驶仪和智能驾驶舱使用的SOC不仅包括MCU、ISP、DSP和AI处理单元等。整个系统架构发生了巨大的变化。原有的定制或适配方式很难适应这种高计算能力的芯片。此外，新的智能化和数字化，如智能驾驶或智能驾驶舱场景，需要高性能、高可靠性的异构实时操作系统，这是经典AutoSAR难以满足的。同时，开发过程方法也面临着巨大的挑战，这就需要新一代的智能汽车操作系统。操作系统在系统中承上启下，对接硬件和芯片，对接应用和功能，还涉及开发者和合作伙伴。所以我们认为操作系统是系统的核心枢纽，连接“H、B、C、D”。h是硬件芯片合作伙伴，支持汽车的各种功能，包括车身、动力、底盘等安全相关的功能，以及自动驾驶、智能驾驶舱等功能。一些对计算能力要求很高的SoC，OS需要迎接硬件/组件多样性的挑战，释放异构SoC芯片的计算能力。b是合作伙伴，操作系统需要支持合作伙伴共同实现业务共赢。对于C消费者来说，就像智能手机一样，可以通过APP store不断升级自己的软件，带来各种差异化的功能。对于未来的智能汽车，OS托管应用也可以通过软件升级带来新的功能和体验升级，让我的车越来越懂我。d汽车领域的软件开发者需要提供一个简单易用的开发平台，支持高效、便捷、安全的安全关键软件开发。下面介绍一下我们对智能汽车操作系统的思考。我们为安全车控制提供MCU的操作系统VOS。用于自动驾驶的操作系统AOS是基于智能驾驶舱中鸿蒙系统版本的HOS。接下来，我们跳……来定义硬件和芯片与业界的接口。为上层应用层提供统一的框架和服务，支持多样化的应用，也支持智能车辆控制、智能驾驶、智能驾驶舱等相关软件。我们已经在中汽协的指导下，携手行业做相关工作。未来智能汽车的操作系统会逐渐走向平台模式，包括操作平台，主要是刚才说的三个操作系统，还有一个很薄的层打通三个系统的服务治理、通信、安全等功能。跑步平台涉及安全，需要满足功能安全要求。开发平台需要提供服务和模型开发能力，以支持高效和敏捷的开发。对于硬件和芯片层，需要对接MCU芯片和SOC芯片。本页分享操作系统在一个控制器上的部署实践，这个控制器是一个非常复杂的域控制器，有一个异构的SOC，具有很高的计算能力，SOC包含MPU、MCU、AI处理单元等等。需要运行多个SOC实例，如用于传感功能的ASIL-B和用于规划、控制和决策等相关应用的ASIL-D。还有一些软件原本运行在MCU上。从连续性或资产利用率的角度来看，将这些功能移植到高计算芯片上需要部署多个AOS VOS，因此整个架构需要底层的安全隔离引擎来支持不同安全级别的多个OS实例的部署。我们还需要支持高速实时以太网通信。在硬件上还有一个独立的安全MCU来完成最小的安全相关功能。这些功能需要数据和软件功能来相互通信。总的来说，这个系统需要OS支持:第一，支持异构芯片。第二，支持股票功能的进化。第三，满足星上实时以太网高性能的确定性。第四，实现全域控制器内部的多种功能，甚至未来多域控制器之间，车与云之间的整体分布式服务、通信、数据安全等能力。第五，感知软件需要兼顾安全、生态、性能等多维度需求。最后，苗部长上午也提到了，技术是完全自主可控的，我们已经实现了全栈自研，不会被国外技术卡住。在开发工具上，需要提供覆盖设计、开发、验证的工具链，让智能汽车软件的开发更加高效、敏捷。总体来说，我们将提供与车载软件相关的架构设计，包括逻辑功能设计、软件设计和网络拓扑设计。这些工具还需要与行业上下游工具对接，涵盖从车辆到各个电子单元的软件框架，各个应用软件的行为逻辑，如何配置系统，以及自动代码生成、编译部署、功能验证、辅助分析等等。总的来说，我们希望与您合作，从系统设计到软件开发、仿真、验证和分析，实现全栈自研、自主控制。第二，我们希望这些工具能够实现统一的架构，降低开发人员使用和学习的成本。第三，软件开发工具支持以及上下游工具和标准的对接支持。第四，在架构设计、详细设计、代码生成等各个阶段实现小闭环验证。，最终实现“建则正”的发展模式。汽车的安全性非常重要。在我们操作系统的设计中，核心组件需要满足安全要求。所以这几年我们也投入了很大的精力去满足一些行业的认证，包括ASPICE，ISO26262在车内的功能安全认证，还有一些信息安全认证。总的来说，我们在工艺、文化、认证方面都把安全作为第一考虑。最后一个视频展示了我们如何支持面向服务和基于模型的开发。我的分享到此结束，谢谢！

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