2.3.2  技術(shù)發(fā)展趨勢

前面已經(jīng)提到，影響 OS 內(nèi)核架構(gòu)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的因素主要還是來自硬件約束、安全性（含功能安全和信息安全）、可靠性、運行效率這些非功能性需求，而非具體的功能性需求。

從整車電子電氣架構(gòu)的技術(shù)發(fā)展看，由博世公司提出的分階段、分步驟從分布式向集中式發(fā)展的趨勢及相應(yīng)框架已經(jīng)得到業(yè)界廣泛認(rèn)可。當(dāng)前汽車 E/E 架構(gòu)正逐步邁入跨域集中式階段。新階段 E/E 架構(gòu)的顯著特點是 “域融合、區(qū)集中” ，即車端功能逐步向幾個主要功能域融合，傳感器執(zhí)行器等逐步通過區(qū)域控制器做區(qū)域集中化接入。未來，隨著 E/E 架構(gòu)向 HPC 中央計算平臺的進(jìn)一步演進(jìn)，智能功能會越來越集中到一個或幾個有限的但是更加強力的計算單元上，智能駕駛、座艙、車身功能域?qū)⒚黠@出現(xiàn)計算平臺融合的趨勢，因此基于宏內(nèi)核和微內(nèi)核架構(gòu)的復(fù)雜系統(tǒng)應(yīng)用會越來越廣泛。當(dāng)然，受限于實際需求、時延和可靠性要求以及其他非技術(shù)原因，一些基于 MCU 的簡要結(jié)構(gòu)系統(tǒng)也還會持續(xù)存在相當(dāng)長的時間。

從功能安全的角度看，不同功能域?qū)τ诓僮飨到y(tǒng)內(nèi)核的要求也不相同。例如在功能相對簡單的安全 車控領(lǐng)域，由于功能安全等級要求較高，仍然在大量使用基于 MCU 的高實時性高確定性的簡要架構(gòu)操作系統(tǒng)（如 OSEK/VDX OS），這些系統(tǒng)通常和 AUTOSAR CP 平臺綁定在一起。因為 MCU 硬件能力的限制，簡要架構(gòu)內(nèi)核系統(tǒng)技術(shù)本身發(fā)展空間非常有限?？紤]到基于微內(nèi)核的 RTOS 實時系統(tǒng)已經(jīng)有支持 ASIL-D功能安全等級的產(chǎn)品出現(xiàn)，未來必然會在安全車控領(lǐng)域起到越來越重要的作用。

在智能座艙領(lǐng)域，除了自身要實現(xiàn)復(fù)雜的人機交互和多媒體娛樂等服務(wù)外，還需要支持和外部功能域之間的大量交互（如車云一體服務(wù)需求），但大部分業(yè)務(wù)屬于軟實時業(yè)務(wù)，且對功能安全等級要求相比安全車控和智能駕駛應(yīng)用要低。從技術(shù)能力上看，宏內(nèi)核系統(tǒng)和微內(nèi)核系統(tǒng)都可以勝任此類應(yīng)用。業(yè)界的選擇主要還是看相應(yīng)產(chǎn)品的應(yīng)用服務(wù)框架支持能力和生態(tài)環(huán)境的成熟度。在中控和儀表分離的智能座艙解決方案當(dāng)中，功能安全等級要求較高的虛擬儀表主要選擇 QNX 系統(tǒng)，而中控娛樂系統(tǒng)則選擇 Android 較多。在虛擬儀表和中控一體化的解決方案當(dāng)中，QNX 系統(tǒng)占多數(shù)，也有少數(shù)方案選擇了 Linux 宏內(nèi)核。

在智能駕駛領(lǐng)域，能夠滿足高功能安全（ASIL-D）和高性能要求的微內(nèi)核實時操作系統(tǒng)將被廣泛應(yīng)用。與此同時，為滿足機器學(xué)習(xí)和視覺 AI 算法的操作系統(tǒng)層接口要求，基于宏內(nèi)核的安全操作系統(tǒng)（如安全 Linux）也可能被引入，比如和 RTOS 一起構(gòu)筑軟件功能安全島，在支撐 AI 算法豐富接口要求的同時， 滿足智能駕駛要求的功能安全等級。此外，宏內(nèi)核系統(tǒng)也在一直不斷進(jìn)行內(nèi)核的裁剪優(yōu)化，對安全關(guān)鍵 功能采用 ISO 26262 形式化或半形式化方法完成正向設(shè)計和驗證，以滿足高功能安全等級和高可靠性的智能駕駛場景要求，不排除在未來也能夠獨立支撐智能駕駛域的應(yīng)用。

在簡要架構(gòu)操作系統(tǒng)產(chǎn)品領(lǐng)域，有國外大量的 OSEK/VDX OS 系統(tǒng)可供選擇，國內(nèi)部分廠家開發(fā)的操作系統(tǒng)也逐漸成熟。此外還有FreeOSEK 和OpenOSEK 等開源的OSEK/VDX 操作系統(tǒng)供開發(fā)者使用。

在汽車上應(yīng)用的微內(nèi)核操作系統(tǒng)產(chǎn)品領(lǐng)域，國外有黑莓 QNX、風(fēng)河 VxWorks 等系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了商業(yè)化落地，國內(nèi)也有不少基礎(chǔ)軟件供應(yīng)商在大力投入車用領(lǐng)域操作系統(tǒng)的開發(fā)，具備相當(dāng)?shù)母偁幜?。在開源軟件領(lǐng)域，有 seL4 系統(tǒng)通過了形式化驗證，只是商業(yè)落地較少。

在汽車上應(yīng)用的宏內(nèi)核系統(tǒng)產(chǎn)品領(lǐng)域，基于 Linux 內(nèi)核的 Android 系統(tǒng)憑借在手機和 IT 智能終端市場上建立的強大生態(tài)占據(jù)了主導(dǎo)地位，但是國內(nèi)部分頭部廠商都在積極發(fā)展自己的系統(tǒng)生態(tài)。與此同時， 不少國內(nèi)廠家還積極參加了 Linux 基金會的 ELISA 項目，旨在構(gòu)建和認(rèn)證基于 Linux 的安全關(guān)鍵應(yīng)用程序和系統(tǒng)。