在軟件定義汽車的大趨勢下，汽車OS是傳統(tǒng)汽車實現(xiàn)智能汽車升級的關(guān)鍵。E/E架構(gòu)升級包括硬件、軟件、通信架構(gòu)三大升級，芯片+操作系統(tǒng)+中間件+應(yīng)用算法軟件+數(shù)據(jù)構(gòu)建核心技術(shù)閉環(huán)，汽車操作系統(tǒng)是軟件定義汽車生態(tài)循環(huán)發(fā)展的靈魂。

1 操作系統(tǒng)是實現(xiàn)軟件定義汽車的靈魂
操作系統(tǒng)是指控制和管理整個計算系統(tǒng)的硬件和軟件資源，并合理地組織調(diào)度計算機的工作和資源，以提供給用戶和其它軟件方便的接口和環(huán)境的程序集合。
傳統(tǒng)汽車因不同域之間要求的實時性、安全性、通信帶寬不盡相同，傳統(tǒng)汽車主機廠/Tier 1供應(yīng)商無法一步到位，他們多采用跨域融合方案（即3個域或5個域等）。所以，隨著域的逐漸形成，域操作系統(tǒng)將逐漸形成。傳統(tǒng)車企操作系統(tǒng)將由獨立的多個操作系統(tǒng)/系統(tǒng)程序，向少數(shù)/一個操作系統(tǒng)發(fā)展。
圖1為E/E架構(gòu)由分布式-域控制-中央集中式不斷升級的示意圖。

圖1 E/E架構(gòu)由分布式-域控制-中央集中式不斷升級
汽車操作系統(tǒng)是從傳統(tǒng)汽車電子基礎(chǔ)軟件不斷演變而來。傳統(tǒng)汽車電子產(chǎn)品由汽車電子控制裝置和車載電子設(shè)備組成，汽車電子控制裝置包括發(fā)動機電控系統(tǒng)（EMS）、自動變速器控 制單元（TCU）、車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）、電池管理系統(tǒng)（BMS）等涉及安全、行駛性能的裝置；車載電子設(shè)備包括儀 表、中控、抬頭顯示（HUD）、流媒體后視鏡等，這類裝置與用 戶體驗有關(guān)，不涉及行駛、安全性能，見圖2。

圖2 汽車操作系統(tǒng)是從傳統(tǒng)汽車電子基礎(chǔ)軟件不斷演變而來
在軟件定義汽車的大趨勢下，汽車OS是傳統(tǒng)汽車實現(xiàn)智能汽車升級的關(guān)鍵。
E/E架構(gòu)升級包括硬件、軟件、通信架構(gòu)三大升級，（由下至上）芯片+操作系統(tǒng)+中間件+應(yīng)用算法軟件+數(shù)據(jù)構(gòu)建核心技術(shù)閉環(huán)，汽車操作系統(tǒng)是軟件定義汽車生態(tài)循環(huán)發(fā)展的靈魂。狹義操作系統(tǒng)專指內(nèi)核（如Linux、QNX），提供內(nèi)存管理、文件管理、CPU調(diào)度管理、輸入輸出管理功能；廣義OS從下至上包 括從BSP、操作系統(tǒng)內(nèi)核、中間件及庫組件等硬件和上層應(yīng)用之間的所有程序。從圖3車載智能計算平臺架構(gòu)能清晰地看到廣義操作系統(tǒng)和狹義操作系統(tǒng)的范圍。

圖3 車載智能計算平臺架構(gòu)
廣義操作系統(tǒng)由功能軟件和系統(tǒng)軟件組成，系統(tǒng)軟件是針對汽車場景定制的復雜大規(guī)模嵌入式系統(tǒng)運行環(huán)境。由硬件抽象層、操作系統(tǒng)內(nèi)核和中間件組成。
硬件抽象層又可分為BSP和Hypervisor。BSP是內(nèi)核與硬件 之間的接口層，為操作系統(tǒng)提供虛擬硬件平臺，使其具有硬件無關(guān)性，可以在多平臺上移植；Hypervisor是硬件虛擬化技術(shù)，提供虛擬平臺支持多操作系統(tǒng)。
操作系統(tǒng)內(nèi)核即狹義操作系統(tǒng)，如Vxworks、RT-Linux等。提供操作系統(tǒng)最基本的功能，負責管理系統(tǒng)的進程、內(nèi)存、設(shè)備驅(qū)動程序、文件和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。
中間件處于應(yīng)用和操作系統(tǒng)中間的軟件，實現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下軟件互聯(lián)和互操作等共性問題，提供標準接口、協(xié)議，具有較高的移植性。
功能軟件包括自動駕駛的核心共性功能模塊，例如自動駕駛通用框架模塊、網(wǎng)聯(lián)模塊和云控模塊。
2 智能汽車操作系統(tǒng)的分類

圖4 自動駕駛操作系統(tǒng)的組成
按照實時性和非實時性分為實時性操作系統(tǒng)（RTOS） 和非實時性操作系統(tǒng)。實時性操作系統(tǒng)即保證在一定時間限制內(nèi)完成特定功能的操作系統(tǒng)，特點包括速度快、吞吐量大、代碼精簡、代碼規(guī)模小等，除這些外，“實時性”才是RTOS的 最大特征，其它的都不算是，也就是指實時程序必須保證在嚴格的時間限制內(nèi)響應(yīng)。典型的實時性操作系統(tǒng)有VxWorks、QNX、RTLinux等。
非實時性操作系統(tǒng)又稱通用操作系統(tǒng)，常用于支持更多應(yīng)用和接口的信息娛樂系統(tǒng)中，相對于實時操作系統(tǒng)，功能更為強大，組件也更為復雜，最大的特點是開源，有很強的定制開發(fā)靈活空間，又可以充分發(fā)揮硬件的性能，像AGL、GENIVI等協(xié)會  或聯(lián)盟，都致力于將開源Linux操作系統(tǒng)推廣至汽車領(lǐng)域中。
操作系統(tǒng)的演化過程分為6步，見圖5、圖6。

圖5 操作系統(tǒng)演化步驟

圖6 操作系統(tǒng)演進示意圖
①早期嵌入式開發(fā)：直接在裸機上寫程序，沒有操作系統(tǒng)。
②隨著軟件復雜度的上升，嵌入式OS逐漸形成。早期ECU 執(zhí)行功能較為單一，早期嵌入式OS主要使用的基礎(chǔ)軟件程序或簡單的嵌入式實時OS。
③更復雜的OS：汽車座艙領(lǐng)域使用更為復雜的OS，即Linux和QNX。
④產(chǎn)品級OS：操作系統(tǒng)上再集成通訊協(xié)議棧，形成了產(chǎn)品級的Linux Kernel內(nèi)核和QNX。
⑤產(chǎn)品級OS基礎(chǔ)上再加上中間件和桌面環(huán)境：可以可視化地去操作一些功能，例如ubuntu。
⑥在第5步的基礎(chǔ)上再加上應(yīng)用軟件：在Linux基礎(chǔ)上不僅集成了中間件、桌面環(huán)境，還加上部分應(yīng)用軟件，例如Android和AliOS。
按照對底層操作系統(tǒng)的改造程度，可以將操作系統(tǒng)分為三類（見圖7）：

圖7 按照對底層操作系統(tǒng)的改造程度的分類

圖8 汽車廣義操作系統(tǒng)市場規(guī)模預(yù)測
①基礎(chǔ)型操作系統(tǒng)：編寫底層操作系統(tǒng)和所有系統(tǒng)組件，如系統(tǒng)內(nèi)核、底層驅(qū)動等，有的還包括虛擬機，目前的基礎(chǔ)型操作系統(tǒng)有QNX、Linux等。
企業(yè)開發(fā)現(xiàn)狀：編寫操作系統(tǒng)需要花費太大的人力、物力， 目前基本沒有企業(yè)會全新開發(fā)底層操作系統(tǒng)。
②定制型操作系統(tǒng)：在基礎(chǔ)型操作系統(tǒng)之上進行定制化開發(fā)，如修改內(nèi)核、硬件驅(qū)動、運行時環(huán)境、應(yīng)用程序框架等。
企業(yè)開發(fā)現(xiàn)狀：定制型操作系統(tǒng)的典型代表有大眾VW.OS、特斯拉Version、Google車載Android、華為鴻蒙OS、AliOS等，它們已經(jīng)屬于自主研發(fā)的獨立操作系統(tǒng)。
③ROM型汽車操作系統(tǒng)：基于基礎(chǔ)型操作系統(tǒng)（例如Linux、安卓）進行有限的定制化開發(fā)，不涉及系統(tǒng)內(nèi)核更改，一般只修改操作系統(tǒng)自帶的應(yīng)用程序等。

企業(yè)開發(fā)現(xiàn)狀：大部分的主機廠一般都選擇開發(fā)ROM型操作系統(tǒng)，國外主機廠多選用Linux作為底層操作系統(tǒng)，國內(nèi)大多基于Android定制汽車操作系統(tǒng)，例如比亞迪Dilink、奇瑞GKUI、蔚來NIO OS、小鵬Xmart OS。
3 汽車廣義操作系統(tǒng)市場規(guī)模預(yù)測

根據(jù)Mckinsey Analysis預(yù)測，2020年全球汽車廣義操作系統(tǒng)（功能軟件、狹義操作系統(tǒng)、中間件）市場規(guī)模達200億美元，到2025年達370億美元，復合年增長率（CGAR）增加13.1%；到2030年達500億美元，十年CAGR增加9%。
4 自動駕駛汽車OS的特點
座艙OS的特點
智能座艙操作系統(tǒng)主要為車載信息娛樂服務(wù)以及車內(nèi)人機交互提供控制平臺，是汽車實現(xiàn)座艙智能化與多源信息融合的運行環(huán)境。主流車型的智能座艙操作主要有QNX、Linux、Android等。傳統(tǒng)智能座艙操作系統(tǒng)中，QNX占據(jù)了絕大部分份額。近年來， 智能座艙的娛樂與信息服務(wù)屬性越發(fā)凸顯，開源的Linux以及在手機端擁有大量成熟信息服務(wù)資源的Android被眾多主機廠青睞。
座艙OS的實時性與可靠性要求不高，智能座艙操作系統(tǒng)需要支持多樣化的應(yīng)用與服務(wù)，擁有豐富的生態(tài)資源（見圖9）。

圖9 座艙OS的特點
智能座艙操作系統(tǒng)領(lǐng)域，目前還沒有統(tǒng)一的國際標準。
車控OS的特點
車控操作系統(tǒng)主要用于車輛底盤控制、動力系統(tǒng)和自動駕駛。車控OS的作用是為車載控制ECU的硬件與算法提供接口與 交互平臺。
車控OS可以分為嵌入式實時操作系統(tǒng)和基于POSIX標準的操作系統(tǒng)。嵌入式實時操作系統(tǒng)用于傳統(tǒng)的車輛控制，例如動力系統(tǒng)與底盤控制等，是電控系統(tǒng)的內(nèi)核與基石，能夠利用有限資源處理多個任務(wù)，對實時性要求高?；赑OSIX標準的操作系統(tǒng)適用于自動駕駛所需要的高性能計算和高帶寬通信。

隨著自動駕駛的發(fā)展，現(xiàn)有車控OS面臨以下挑戰(zhàn)：①無法達到高計算類應(yīng)用的要求；②原有基于CAN、FlexRay等協(xié)議的總線系統(tǒng)已經(jīng)不再滿足需求；③車控操作系統(tǒng)，在架構(gòu)層面必須要擁有良好的功能解耦、可擴展及可兼容性。
自動駕駛車控OS應(yīng)該具備以下特點：①高實時性，一個方面是系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度的時鐘周期要在毫秒級，另一個方面是高優(yōu)先級的任務(wù)不能被低優(yōu)先級任務(wù)所阻塞；②高可靠性，即車控操作系統(tǒng)要具有很高的RAS(Reliability, Accessibility&Serviceability)特性；③功能安全，即應(yīng)符合IEC61508和ISO26262中的功能安全等級；④信息安全，即應(yīng)該具備可信存儲、可信通信、可信計算、多重安全防護等安全能力；⑤高性能計算能力，表現(xiàn)在強大的計算能力、強大的數(shù)據(jù)吞吐能力、高度的靈活性/擴展性/可編程性、需要快速學習力和易用性。
5 三大主要底層OS
全球汽車座艙底層OS高度集中。座艙域安全等級較低，現(xiàn)階段需要較復雜的OS支持大量的應(yīng)用和接口。自動駕駛域還未真正形成，自動駕駛的OS格局尚不明朗，考慮到重新開發(fā)底層OS的成本大，自動駕駛OS或基于Linux/QNX內(nèi)核發(fā)展而來。QNX：非開源、安全實時QNX是一款微內(nèi)核、嵌入式、非開源、安全實時的操作系 統(tǒng)。目前歸黑莓公司所有。其內(nèi)核小巧，運行速度快，安全/穩(wěn)定 性高，是全球首款通過ISO26262 ASIL-D安全認證的實時操作系統(tǒng)。QNX常用于安全穩(wěn)定性較高的數(shù)字儀表中。
黑莓為汽車行業(yè)開發(fā)了車載信息娛樂系統(tǒng)（QNX CAR Platform for Infotainment）、數(shù)字座艙系統(tǒng)（QNX Platform for Digital Cockpits），和駕駛輔助系統(tǒng)平臺（QNX Platform for ADAS）。為開發(fā)人員提供良好工具選擇，具有良好的人機交互界面。
Linux：開源、功能強大
Linux具有內(nèi)核緊湊高效等特點，可以充分發(fā)揮硬件的性能。它與QNX相比最大優(yōu)勢在于開源，具有很強的定制開發(fā)靈活 度。Linux常用于支持更多應(yīng)用和接口的信息娛樂系統(tǒng)中。AGL 和GENIVI協(xié)會致力于將開源Linux操作系統(tǒng)推廣至汽車領(lǐng)域中。
AGL開源項目擬建立基于Linux的聯(lián)網(wǎng)汽車內(nèi)部使用的開源平臺

圖10 傳統(tǒng)座艙向智能座艙的演化

圖11 2019全球汽車座艙3大底層OS的市場份額
AGL現(xiàn)有150多個成員單位，2014年，Linux基金會發(fā)布了開源AGL（Automotive Grade Linux）規(guī)范1.0版本，它是首個開放式車載信息娛樂（IVI）軟件規(guī)范。其中70%的代碼（包括操作系統(tǒng)、中間件和應(yīng)用程序框架）已編寫完成，車企可以專注于剩下的30%個性化定制開發(fā)，以保證不同品牌的差異化，而且AGL不收取任何許可費。AGL已經(jīng)不只局限IVI領(lǐng)域，未來將向儀表盤、座艙域 、自動駕駛等領(lǐng)域延伸。

現(xiàn)階段，它仍未通過ISO 26262標準。2020年3月，國內(nèi)中國移動、德賽西威、中科創(chuàng)達等公司加入了AGL。
GENIVI擬實現(xiàn)車載信息娛樂系統(tǒng)開源平臺的普及   GENIVI現(xiàn)有170多個成員單位，GENIVI基于Linux提供開源軟件，車企通過整合不同的應(yīng)用和中間件實現(xiàn)差異化的車載信息娛樂產(chǎn)品，縮短車企開發(fā)周期，降低成本。其中80%的軟件在消費電子及通訊行業(yè)已經(jīng)被開發(fā)，可直接應(yīng)用，15%需要調(diào)整才適用于汽車，最后的5%需要自己開發(fā)。GENIVI將繼續(xù)開發(fā)剩余 5%的代碼，并開放給車企。

Android：Linux的發(fā)行版本
Android是Google公司和開放手機聯(lián)盟基于Linux開發(fā)的操作系統(tǒng)。國內(nèi)車載IVI系統(tǒng)?；贏ndroid開發(fā)。國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)公司、造車新勢力基于Android推出了自己的汽車操作系統(tǒng)，如阿里AliOS、百度小度車載OS、比亞迪Dilink、蔚來NIO OS、小鵬Xmart OS。

Android系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)從下至上依次為Linux內(nèi)核層、系統(tǒng)運行庫層、系統(tǒng)程序框架層、應(yīng)用程序?qū)印?

6 車企&互聯(lián)網(wǎng)&科技公司發(fā)布的操作系統(tǒng)

特斯拉: Version操作系統(tǒng)
特斯拉操作系統(tǒng)Version基于Linux內(nèi)核深度改造而成，可支持信息娛樂系統(tǒng)（IVI）/駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）等。對于信息安全問題，特斯拉使用了Linux系統(tǒng)中的內(nèi)核模塊：安全增強型Linux（SELinux），通過訪問權(quán)限控制，增強了操作系統(tǒng)信息安全性。采用開源Linux，特斯拉不依賴軟件供應(yīng)商，自己完全掌握堆棧，若發(fā)現(xiàn)問題通過OTA修正與升級。特斯拉已經(jīng)通過OTA對其操作系統(tǒng)進行了多次重大升級。
大眾VW.OS平臺
VW.OS是一個可運行多個底層系統(tǒng)（如Linux、QNX、Vxworks）的平臺，它簡化智能座艙、自動駕駛、車身控制等之間的交互技術(shù)，由于各家供應(yīng)商接口和協(xié)議不相同，高度依賴AutoSAR實現(xiàn)中間件標準化，因此產(chǎn)生大量模塊、組件以支持來 自不同供應(yīng)商的軟件。2020年起，大眾品牌的電動汽車都將采用該操作系統(tǒng)。

表1 Android系統(tǒng)的優(yōu)、缺點

表2 特斯拉OS模式的優(yōu)缺點

表3 大眾VW.OS的優(yōu)缺點
戴姆勒：MB.OS
戴姆勒希望在公司內(nèi)部建立軟件開發(fā)自研的能力，來替換來自外部的供應(yīng)商的技術(shù)服務(wù)。大概在2024-2025年，戴姆勒車輛 上的軟件操作系統(tǒng)將完成向 MB.OS的轉(zhuǎn)換。戴姆勒計劃開發(fā)的車載操作系統(tǒng)MB.OS并不僅僅基于安卓做UI的修改，通過改變用 戶的交互界面和操作邏輯體現(xiàn)個性化，它更類似于從底層創(chuàng)建一個汽車的安卓或者iOS，將軟件部分與硬件部分進行解耦，從而減少后期應(yīng)用軟件在適配不同硬件時復雜的重復性工作。
Google車載安卓系統(tǒng)：Android automotive OS
Android automotive OS是將手機Android的系統(tǒng)架構(gòu)替換為與車相關(guān)的模塊。包括：
①Car App：包括OEM和第三方開發(fā)的App；
②Car API：提供汽車App特有的接口；
③Car Service：系統(tǒng)中與車有關(guān)的服務(wù)；
④Vehicle Network Service：汽車的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；
⑤vehicle HAL：汽車硬件抽象層描述。
車載安卓系統(tǒng)的靈活可定制性和可修改編輯性大大降低。其應(yīng)用可能會受限。
華為操作系統(tǒng)
（1）鴻蒙操作系統(tǒng)HOS
第一個面向全場景微內(nèi)核的分布式OS，可實現(xiàn)座艙軟硬件解耦，南北向開放，同時華為對語音交互、視覺識別、音頻優(yōu)化等核心能力開發(fā)了基礎(chǔ)服務(wù)。該系統(tǒng)支持與車企聯(lián)合定義開放接口，使得其合作伙伴可以快速開發(fā)，構(gòu)建應(yīng)用生態(tài)。

圖12 Android Automotive架構(gòu)
鴻蒙自動駕駛OS微內(nèi)核成為我國首個通過ASIL-D認證的 OS內(nèi)核。該內(nèi)核于2019年9月獲得Security領(lǐng)域高等級信息安全認證（CC EAL 5+），該系統(tǒng)內(nèi)核已成為業(yè)界首個擁有Security & Safety雙高認證的商用OS內(nèi)核。
（2）智能駕駛操作系統(tǒng)AOS
華為的智能駕駛操作系統(tǒng)AOS能夠同時滿足智能駕駛軟件開發(fā)、車規(guī)數(shù)據(jù)驅(qū)動開發(fā)等的核心要求，目前已通過ASIL-D等安全認證。在此基礎(chǔ)上，華為針對智能駕駛系統(tǒng)對確定性的高要求，在通信調(diào)動以及運行環(huán)境方面做了優(yōu)化。
目前基于華為的MDC自動駕駛硬件平臺以及智能駕駛操作系 統(tǒng)AOS，已經(jīng)有大量的合作伙伴在進行開發(fā)。
（3）智能車控操作系統(tǒng)VOS
車控在汽車新架構(gòu)中主要承擔ECU從分散走向集中的功能， 形成統(tǒng)一的車控系統(tǒng)，實現(xiàn)軟件定義差異化、個性化動力體驗。
華為智能車控操作系統(tǒng)VOS，原生支持異構(gòu)多核，模型化工 具鏈，兼容AUTOSAR?？梢允沟迷瓉矶郋CU的集中開發(fā)變得簡單高效。
同時，華為智能車控操作系統(tǒng)VOS相比于現(xiàn)有的車控系統(tǒng)將 更加開放。華為把基礎(chǔ)的OS開源，幫助車企實現(xiàn)自主可控。同時，華為的VOS車控系統(tǒng)，不僅支持華為自己的微處理器芯片， 而且會支持全世界的，包括恩智浦、英飛凌和其它操作芯片。同時，該系統(tǒng)對外開放，能夠支持各個車企在上面開發(fā)自己的車控軟件。
（4）跨域集成軟件框架Vehicle Stack
在三個域控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還需要一個跨域的集成調(diào)度能力。華為Vehicle Stack便是面向服務(wù)的跨域集成軟件框架，使能整車特性快速開發(fā)、驗證、部署。同時，通過分布式通信、數(shù)據(jù)和安全框架，集成跨域能力與統(tǒng)一開放，可以按照整車的應(yīng)用場景和體驗需求調(diào)用系統(tǒng)能力，實現(xiàn)性能、體驗最優(yōu)。
據(jù)稱，Vehicle Stack支持不同車型間的架構(gòu)重用，并且支持豐富的自動化工具鏈，車型開發(fā)周期可以大幅降低。
但是，當前華為智能汽車解決方案尚未完全落地應(yīng)用，市場對其方案實力未能形成清晰認知，需要落地方案向市場證明產(chǎn)品實力。
普華基礎(chǔ)軟件有限公司
普華基礎(chǔ)軟件有限公司是中國軟件企業(yè)中唯一的AUTOSAR 高級合作伙伴。
普華基礎(chǔ)軟件的微內(nèi)核操作系統(tǒng)研發(fā)，支持ARM、MIPS、 X86三種處理器指令集，搭建了面向工控的集成開發(fā)和仿真驗證環(huán)境，形成了自主可控安全可靠的工業(yè)操作系統(tǒng)——普華微內(nèi)核工業(yè)操作系統(tǒng)軟件V1.0，在智能制造、汽車電子以及軌道交通三個工業(yè)領(lǐng)域進行了示范應(yīng)用。
普華靈智ORIENTAIS操作系統(tǒng)于近期通過車規(guī)功能安全認證，是國內(nèi)第一個滿足ISO 26262 ASIL D最高安全等級要求的AUTOSAR操作系統(tǒng)產(chǎn)品，打破了國外多年在汽車電子操作系統(tǒng)領(lǐng)域的壟斷。
普華基礎(chǔ)軟件將以智能駕駛技術(shù)為牽引，以AUTOSAR等開放架構(gòu)標準為基礎(chǔ)，研制面向智能汽車和新能源汽車的操作系統(tǒng)、基礎(chǔ)軟件和軟硬件計算平臺，支撐整車企業(yè)和零部件企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
阿里：AliOS操作系統(tǒng)
在智能汽車領(lǐng)域，將AliOs定位于IVI領(lǐng)域。其前身YunOS以 Linux Kernel為內(nèi)核，架構(gòu)類似與Android。系統(tǒng)搭載了自主設(shè)計、架構(gòu)、研發(fā)的核心虛擬機，并增加了云服務(wù)相關(guān)模塊。其提供與安卓Dalvik虛擬機兼容的運行環(huán)境，與上汽合資斑 馬公司進行車載業(yè)務(wù)推廣。
中科創(chuàng)達
2013年開始進軍智能汽車領(lǐng)域，幾年時間內(nèi)，形成了集智能網(wǎng)聯(lián)汽車操作系統(tǒng)技術(shù)，Kanzi UI引擎和設(shè)計生態(tài)、智能視覺技術(shù)、智能座艙、安全駕駛等多元化產(chǎn)品及服務(wù)于一體的供應(yīng)鏈條，目前已經(jīng)助力全球眾多汽車客戶打造未來智能汽車產(chǎn)品，到2024年將有超過4000萬輛汽車應(yīng)用中科創(chuàng)達豐富個性化的智能駕駛相關(guān)技術(shù)。
全球采用中科創(chuàng)達汽車智能操作系統(tǒng)和解決方案的公司超過100家。目前其與上汽零束、廣汽研發(fā)院、滴滴出行有合作。
東軟睿馳的操作系統(tǒng)
東軟睿馳的操作系統(tǒng)基于Android進行深度開發(fā)，符合功能安全的OS相關(guān)基礎(chǔ)軟件有：—NeuSar—NeuSar Tool—Cyber Security
NeuSar是面向量產(chǎn)的自動駕駛汽車操作系統(tǒng)的開發(fā)平臺， 為自主研發(fā)自動駕駛系統(tǒng)的整車廠及零部件供應(yīng)商提供下一代汽車通訊和計算架構(gòu)的系統(tǒng)平臺。
東軟睿馳建立智能座艙生態(tài)，目前與本田（中國）合資成立海納新思智行服務(wù)有限公司，與廣汽研究院成立了SDV聯(lián)合創(chuàng)新中心。
百度：Apollo操作系統(tǒng)
2017年，百度發(fā)布基于Android定制的對話式人工智能操作系統(tǒng)DuerOS。Apollo已經(jīng)形成自動駕駛、車路協(xié)同、智能網(wǎng)聯(lián)三大開放平臺。車聯(lián)網(wǎng)方面，百度推出小度車載OS，是針對座艙的智能語音方案。自動駕駛方面，百度Apollo是一個基于QNX 的自動駕駛平臺。
中興：Digital CAR操作系統(tǒng)
中興已經(jīng)完成智能操作系統(tǒng)的研發(fā)，正與北汽、上汽展開合作。
騰訊：車聯(lián)TAI汽車智能系統(tǒng)
騰訊車聯(lián)“All in Car”是騰訊車聯(lián)網(wǎng)解決方案。AI in Car系統(tǒng)并不是真正意義上的OS，而更像一種解決方案，這種解決方案基于騰訊在安全、內(nèi)容、社交、語音、大數(shù)據(jù)、AI等方面的優(yōu)勢，根據(jù)車廠的實際需要按需輸出。
車聯(lián)AI in Car系統(tǒng)匯集了騰訊體系內(nèi)安全平臺、內(nèi)容平臺、大數(shù)據(jù)、服務(wù)生態(tài)和AI能力，為行業(yè)和合作伙伴提供智能化、個性化服務(wù)，助力車企邁入汽車智聯(lián)網(wǎng)。
目前騰訊已經(jīng)與廣汽、長安、吉利、比亞迪、東風柳汽等主機廠達成戰(zhàn)略合作。All in Car助力騰訊車聯(lián)網(wǎng)進入了前裝化方式。

7 自動駕駛汽車OS的發(fā)展趨勢

智能汽車操作系統(tǒng)的發(fā)展
手機操作系統(tǒng)目前有Android系統(tǒng)——開源路線的代表，和 iOS系統(tǒng)——一體式閉環(huán)模式的代表。
Android系統(tǒng)開源、自由的策略形成了豐富的軟件生態(tài)，形成統(tǒng)一標準接口，使軟硬件移植性較強。但是開源是一把雙刃劍，把權(quán)限給第三方時，也留下諸多安全漏洞，導致安全性差。
iOS系統(tǒng)采用芯片-操作系統(tǒng)-手機一體式的模式，操作系統(tǒng)是非開源路線，不考慮移植性，代碼執(zhí)行效率高，系統(tǒng)運行流暢。iOS系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性好，對用戶隱私的保護性好。

表4 BAT操作系統(tǒng)對比

表5 主流車載OS對比
專門針對汽車開發(fā)全新OS內(nèi)核（狹義操作系統(tǒng)）成本過高，生態(tài)也難以打造。
座艙OS方面，大多數(shù)車企、Tier1選擇在開源底層OS（安卓/Linux）的基礎(chǔ)上打造專屬操作系統(tǒng)（ROM型），迅速建立軟件生態(tài)；互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)憑自身的應(yīng)用生態(tài)迅速切入汽車領(lǐng)域，構(gòu)建生態(tài)體系。
自動駕駛OS方面，為達成安全性和穩(wěn)定性要求，車企、Tier1會選擇更基礎(chǔ)的OS（Linux/QNX）構(gòu)建自動駕駛基礎(chǔ)平臺，再由Tier2根據(jù)個性化需求定制差異化產(chǎn)品。
一體式閉環(huán)技術(shù)路線在自動駕駛發(fā)展初期優(yōu)勢明顯，壁壘較高。例如特斯拉芯片-操作系統(tǒng)-車機一體式閉環(huán)開發(fā)，初期優(yōu)勢明顯，但是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈無法在短時間內(nèi)打通AI芯片-操作系統(tǒng)-中間件-核心算法-數(shù)據(jù)幾個核心技術(shù)閉環(huán)。
智能汽車操作系統(tǒng)的趨勢：虛擬機輔助軟硬件的一體化聚合虛擬機和中間層軟件分別輔助車載系統(tǒng)。Hypervisor（虛擬機）是運行在物理服務(wù)器和操作系統(tǒng)之間的中間軟件層，可用于同步支持 Android、Linux、QNX多系統(tǒng)。
目前操作系統(tǒng)的傾向性，在生態(tài)上是很難扭轉(zhuǎn)的，但如果要對域控制器進一步合并，特別是對偏向娛樂的Android和偏向安全的QNX合并，則彼此無法替代。這里的技術(shù)方案就是Hypervisor，在QNX hypervisor之上搭建Android等操作系統(tǒng)， 對合并域控制器很有幫助，如圖13。

圖13 合并域控制技術(shù)方案
目前虛擬機管理的概念被引入智能座艙操作系統(tǒng)。隨著液晶儀表以及其它安全功能的普及，供應(yīng)商不需要裝載多個硬件來實現(xiàn)不同的功能需求，只需要在車載主芯片上進行虛擬化的軟件配置，形成多個虛擬機，在每個虛擬機上運行相應(yīng)的軟件即可滿足需求。圖14為下一代智能座艙軟硬件一體化聚合示意圖。

圖14 下一代智能座艙軟硬件一體化聚合示意圖

現(xiàn)在行業(yè)領(lǐng)先虛擬機有：QNX Hypervisor、ACRN、PikeOS和哈曼Device Virtualization，用于服務(wù)底層操作系統(tǒng)。

8 主機廠如何開發(fā)車載操作系統(tǒng)

傳統(tǒng)主機廠正在從車輛銷售變?yōu)檐囕v服務(wù)銷售。汽車的利潤模式未來可能變成提供軟件和數(shù)據(jù)服務(wù)。所以，主機廠對操作系統(tǒng)的自主權(quán)是實現(xiàn)目標的前提。
為了實現(xiàn)軟硬件解耦，主機廠有必要開發(fā)車載操作系統(tǒng)。每個車型都有傳感器型號不同、控制器芯片與架構(gòu)不同的問題，之前部署應(yīng)用軟件時，會針對每一車型的硬件平臺做軟件適配與部署。如果軟件與硬件實現(xiàn)解耦，只需通過調(diào)整操作系統(tǒng)與不同硬件平臺的適配，操作系統(tǒng)與不同硬件平臺的適配工作量遠小于應(yīng)用軟件和硬件平臺進行適配的工作量。
為了實現(xiàn)軟件定義汽車，主機廠有必要開發(fā)車載操作系統(tǒng)。為主機廠對汽車進行OTA升級奠定基礎(chǔ)。在功能應(yīng)用場景新增與擴展，使用邏輯、人機交互策略更新時，更易由主機廠主導進行，不必依賴于各個供應(yīng)商。只有對車載操作系統(tǒng)內(nèi)核、運轉(zhuǎn)機理等研究得越深，主機廠在后續(xù)部署應(yīng)用軟件時能參與的部分才越多，開發(fā)的自由度才越高。

為了實現(xiàn)掌控數(shù)據(jù)所有權(quán)，主機廠有必要開發(fā)車載操作系統(tǒng)。擁有車輛使用過程數(shù)據(jù)的所有權(quán)，車載操作系統(tǒng)扮演重要的一環(huán)。
車企對車載OS布局根據(jù)戰(zhàn)略格局以及自身實力劃分為3種形式：①定制化開發(fā)；②ROM方式；③超級APP。

圖15 完善的車載系統(tǒng)層級框架

圖16 主機廠開發(fā)車載操作系統(tǒng)的幾種方式