各车载OS的核心竞争力究竟在哪?华为鸿蒙剑指汽车

2021-08-16 06:01:19来源:爱百车作者:爱百车 阅读量:13

OS,英文全称操作系统,是操作系统,意为用于管理计算机软硬件资源并提供通用服务的计算机程序。

我们日常接触到的操作系统,操作系统是Windows、Macos、Android,基于工程师喜欢的Linux。然而,汽车操作系统通常是陌生的。汽车OS,顾名思义,就是用在汽车上的操作系统,区别于普通电脑和移动终端的操作系统。这种类型的操作系统用于汽车。但是汽车操作系统也有很多分类和用途。

未来,汽车将进化为移动智能终端,软件将定义汽车,操作系统是传统车企数字化转型的关键,已成为各家企业竞争的战略要地。在汽车领域,OS包括两部分:与安全相关的控制系统OS和与用户体验相关的IVI(信息娱乐系统)OS。

至于各种操作系统之间的差异及其重要性,大多数人并不关心。但是,随着智能网联汽车技术的发展,自动驾驶的推广应用越来越近,车载操作系统的速度也非常快。进入汽车行业巨头的目光,纷纷布局,智能网联汽车发展背景下的汽车OS也将迎来一波纷争。

2019年,车载OS领域的竞争急剧升温。 QNX凭借其安全优势,成为智能网联汽车行业的新宠。基于自身的开源特性和广泛的工程基础,Linux 以低调的方式悄悄获得了市场份额,而谷歌则充分利用 Android 开源的优势,向第三方开发者开放 Android Automotive OS,大众汽车提议自行开发 vw.OS。 Zebra Networks 还重组并开放了三种集成模式。华为鸿蒙也专注于汽车。主机厂、谷歌、阿里、华为开始上演新一轮智能网联汽车进入竞争。每个车载操作系统的核心竞争力在哪里?本文将简要分析。

华为鸿蒙操作系统

鸿蒙操作系统(英文:HarmonyOS)。 2019年8月9日,华为在东莞举办Hua HDC2019开发者大会,正式发布操作系统鸿蒙OS。华为称鸿蒙OS是一个“面向未来”的操作系统,一个基于微内核的全场景分布式操作系统,将适应手机、平板、电视、智能汽车、可穿戴设备等多种终端设备。

HarmonyOS 是基于微内核的全场景分布式操作系统,可按需扩展,实现更广泛的系统安全。它主要用于物联网。它的特点是低延迟,甚至毫秒,甚至子级别。毫秒级。

鸿蒙OS实现模块化耦合,三层架构。第一层是内核,第二层是基础服务,第三层是程序框架,可以针对不同的设备灵活部署。可用于大屏幕、PC、汽车等各种设备。

鸿蒙OS的“分布式OS架构”和“分布式软总线技术”通过公共通信平台、分布式数据管理、分布式容量调度和虚拟外设四大能力汽车研发移动应用开发,将是相应分布式应用的底层技术难点实现对应用开发者屏蔽,让开发者可以专注于自己的业务逻辑,像开发同一个终端一样开发跨终端分布式应用。它还使终端消费者能够享受到为各种使用场景带来的强大的跨终端业务协作能力。无缝体验。

鸿蒙OS通过使用确定性延迟引擎和高性能IPC两种技术解决现有系统性能不足的问题。确定延迟引擎可以在任务执行前在系统中分配任务执行优先级和时间限制,用于调度处理。保证优先级高的任务资源优先调度,应用响应延迟降低25.7%。鸿蒙微内核的紧凑结构大大提高了IPC(进程间通信)的性能,进程通信的效率比现有系统高5倍

鸿蒙操作系统采用全新的微内核设计,具有更强的安全特性和低延迟。微内核设计的基本思想是简化内核功能,在内核外的用户态实现尽可能多的系统服务,并加入相互的安全保护。微内核只提供最基本的服务,比如多进程调度、多进程通信等。鸿蒙操作系统将微内核技术应用于可信执行环境(TEE),通过形式化方法重塑可信安全。

鸿蒙OS通过统一的IDE支持一次性开发和多终端部署,实现跨终端生态共享。鸿蒙OS依托多终端开发IDE,多语言统一编译,分布式架构Kit提供屏幕布局控件和交互自动适配,支持控件拖放,面向预览的可视化编程,让开发者高效构建多个基于同一个项目的终端自动运行App,实现真正的一次性开发、多终端部署,实现跨设备共享生态。

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HarmonyOS 预计将于 2020 年 8 月开源。这一事实可能会加速操作系统的开发。

相比安卓,华为操作系统也有一些先天的设计优势。

首先是鸿蒙OS的分布式架构。华为表示,它将使鸿蒙操作系统比Android更快。 Android 包含许多不必要的代码行和遗留问题,而分布式架构提供了更简洁的代码结构。

其次,鸿蒙操作系统的微内核设计可以提供更高的安全性和更低的延迟。相比之下,Android 使用其基于 Linux 的内核来执行大约 1000 倍的代码。

第三汽车研发移动应用开发,华为的ARK编译器和专用IDE(应用套件)将简化应用向鸿蒙OS的迁移,因为它简化了Android开发者调整应用的过程。这将消除为多个设备重新开发应用程序的需要。

华为此前声称,经过多年打磨这款操作系统,成功解决了系统底层的诸多问题。它仍在投资并鼓励全球应用开发商共同丰富软件生态系统。

阿里阿里

2017年9月27日,阿里巴巴发布了全新的AliOS品牌和口号,开发面向汽车、物联网终端、物联网芯片和工业领域的物联网操作系统,整合原有的YunOS移动终端业务。

AliOS 是一个基于 Linux 内核的操作系统,驱动万物智能。适用于多种设备类型,如物联网设备、手机、平板电脑、电视、车载系统等。

2018年9月22日,AliOS发布新版操作系统AliOS2.0,斑马发布MARS(斑马智行的3.0版本)。

AliOS2.0系统在感知、交​​互、应用、平台、安全五个方面实现了突破。

在感知方面,AliOS将从对汽车的感知扩展到对整车的感知,涵盖车机、胎压等方面;此外,还支持人脸识别、路况感知、车路协同。

在交互方面,增加了多模态智能交互方式。用户可以进行语音、手势和触摸的组合操作; AliOS2.0 还支持多屏显示和操作,屏幕可独立控制或共享显示。

在应用中,AliOS2.0可以使用AR技术在液晶仪表盘上反馈路况,并提供导航提醒;实时监控驾驶行为和车辆状况,为企业和个人提供驾驶风险管理服务。

在平台上,新版AliOS推出了面向车辆的应用开发框架和端到端的机器学习推理框架;开放的应用框架包括智能交互、车辆应用开发模型、人工智能和车辆数据;端到端推理框架不需要连接到互联网。点,AliOS将与芯片厂商合作。

在安全性方面,AliOS通过建立授权、认证机制和访问控制,以及基于芯片的硬件安全架构来确保数据安全。

MARS作为基于AliOS开发的解决方案,在应用场景上更加具体。与斑马智行2.0相比,MARS全面集成了AI技术。 MARS的十大亮点是:AI场景引擎、车载卡拉OK系统、跨端组队、全天候地图、我的快递、沉浸式音乐、AR辅助驾驶、首款车载AI宠物、专属个人通勤地图和疯狂答题.

AliOS 和 Zebra 都宣布了开放平台。 AliOS开放平台开放了云应用开发、场景智能感知等6大类60余项系统级底层能力,同时提供车载开发工具和测试环境。开发人员可以控制 100 多种驾驶舱、车灯和故障。真实车辆信号的快速仿真。

此次发布的AliOS,在应用中,首次提出了机器学习的端到端框架,让操作系统也可以进行端到端的深度学习,人工智能无需需要连接到互联网。基于AliOS的Zebra也强调人工智能,其AI场景引擎功能是人工智能在汽车使用场景中的应用。

在车载操作系统上,阿里和斑马都进入了更加智能化的阶段。 2016年,阿里与上汽合资的斑马智行推出首款互联网汽车荣威RX5。截至目前,上汽互联网汽车累计销量已突破70万辆。目前阿里和斑马都希望扩大这个数字,所以不难理解为什么今天两家公司都推出了开放平台。

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微软 WinCE

2004 年,比尔盖茨在一次演讲中宣称:如果我们跟随计算机行业等技术的发展,今天我们用一加仑汽油就可以跑 100 英里。总统回应:如果我们像微软那样开发技术,那么我们今天开的汽车会有以下特点:汽车每天都会无故重启,熄火,有时还要移动门把手、转动钥匙、抓握无线电天线。重新启动。

通用汽车总裁用这些比喻是在暗指Windows系统的问题,但从另一个方面来说,也反映了汽车操作系统容错性低,可靠性要求高,远非可比性到消费品。那么被嘲讽的微软真的在汽车操作系统领域无所作为吗?

否则,微软在车载操作系统领域的尝试始于WinCE。 Windows CE操作系统是在PC Windows操作系统的基础上发展起来的,用法和功能类似。 Windows CE系统主流RAM配置256MB左右,处理器频率500MHz左右。对硬件要求不高,广泛应用于传统汽车导航领域。但是,WinCE 并不像它在计算机端那样统治操作系统。

最根本的原因是车载OS的应用,一方面要靠车身的电气化,让OS有更多的用途,另一方面也要保证安全。这两点在WinCE开发时代是没有的。后来随着车联网的发展,衍生出手机互联的过度产品,但很快在自动驾驶发展的浪潮下被真正的车载操作系统所取代。

黑莓 QNX

QNX 是符合 POSIX 规范的商用类 Unix 实时操作系统。目标市场主要是嵌入式系统。它可能是最成功的微内核操作系统之一。从目前的情况来看,车载OS的发展分为两个方向,一是管理车载信息娱乐的系统,二是负责车身电子元件的OS。这种操作系统分离方式主要是为了安全。说到板载操作系统的安全性,QNX是不可逾越的。

QNX 软件已广泛应用于汽车行业的远程信息处理系统。自收购 Harman 以来,QNX 软件已应用于 200 多个不同的汽车品牌和型号,不仅用于远程信息处理系统,还用于信息娱乐和导航单元。

QNX CAR 信息娱乐平台使用了一系列 QNX 中间件技术,可以处理媒体、网页浏览、语音集成、智能手机连接、无线 (OTA) 软件升级、手持蓝牙和免费电话。 QNX 系统支持第三方应用程序和第三方产品,如导航、语音识别等。该平台支持所有主要的汽车级硬件,并采用模块化和可扩展的架构构建。可灵活应用于高、中、低级信息娱乐系统。

QNX OS for Safety 2.0 用于汽车电子控制单元的嵌入式软件,是 QNX 7.0 产品系列中的第一款安全认证产品。基于 QNX SDP 7.0,它是目前最先进、最安全的嵌入式操作系统,适用于所有安全和关键任务应用。 QNX OS for Safety 2.0 通过了 ASIL D(汽车行业最高安全标准)的 ISO 26262 和 TÜVRheinland 的 IEC 61508 SIL3 认证。

QNX在车载OS领域是绝对垄断的。全球整车厂100%与QNX合作,包括蔚来、拜腾在内的一些新OEM车企也选择了QNX作为合作伙伴。对于 Tier1,排名前八的 Tier1 都是 QNX 客户。目前全球有1.20 亿辆汽车使用 QNX 技术。 QNX参与了290多辆整车的生产,成功率100%。

QNX 在汽车安全部件系统中几乎没有挑战者。从梅赛德斯-奔驰到比亚迪,很少有人不使用 QNX 作为仪表或驾驶辅助。 QNX 在车载信息娱乐系统或车联网系统中占据 60% 以上的市场份额。 Share,GM Onstar、BMW ConnectedDrive、Audi MMI、Toyota/Lexus Entune 都使用 QNX 技术。

安卓

虽然QNX在汽车OS领域是唯一的,但是OEM定制的难度和高昂的开发成本制约了QNX在通用汽车零部件供应商行业的推广,同时也更加灵活易行。采用。 Android 获得了市场机会。

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Android 最初是 Google 为移动终端创建的操作系统。它基于 Linux 内核和其他开源软件的修改版本。它主要用于智能手机和平板电脑等触摸屏移动设备。由于免费和开源,它在全球范围内销售。 Android 并未涉足汽车操作系统,但一些供应商将 Android 安装在汽车上,用于低成本应用,用于信息娱乐和导航,不安全、免费且易于使用。在大多数汽车电动化不足、自动驾驶还处于概念阶段的时候,各种Android汽车操作系统正在驱动车联网,在汽车信息娱乐操作系统市场悄然来袭。

在发现汽车操作系统的巨大市场潜力后,谷歌投资开发了专门服务于汽车领域的Android Auto。为了加快进程,谷歌还成立了联盟OAA,不仅有芯片厂商NVIDIA,还有全球OEM巨头奥迪、通用、现代等。必将在车载操作系统领域开创一片天地。

Android 的买家不仅包括大部分后装供应商,还包括新造车厂商、研发能力平庸的传统主机厂。也有OEM愿意先行者,为第三种选择做准备。 OEM 不乐意看到 QNX 在竞争中占据主导地位,有意无意地支持竞争对手,Android 是一种选择。因此,同一个OEM会在不同的车型上应用不同的系统。

然而,由于 Android 的开源特性,大多数 Android 粉丝将其用于信息娱乐和导航。这是一个非安全组件,具有较低的安全要求、宽松的车辆法规和更个性化的要求。 ,安卓满足要求。但是,对于漏洞、安全性和辅助驾驶相关系统的容忍度较低的仪器并不超出 Android 的法律。

吉利推出的GKUI智能汽车系统采用基于Android平台的汽车智能生态系统。吉利汽车OS经历了三代发展。原G-Netlink使用Linux系统。奇瑞的Cloudrive和东风的windlink3.0、长安的in-call都是基于Android架构的in-call开发。基于Linux系统,上汽通用于2017年推出了Android系统,比亚迪还搭载了Android车载系统,作为信息娱乐功能。新车势力蔚来、小鹏、威马、拜腾、爱知、奇点也开发了自己的基于Android的车载系统。此外,车企背后的相关核心企业也在Android领域深耕。例如,博泰推出了基于Android的深度定制版Qing OS。

由于Android的开放性,很多OEM厂商都走上了自研、开放、定制化开发的道路。 Android广泛应用于车载信息娱乐系统。但是,随着仪表系统被液晶显示器取代,液晶仪表和其他与安全功能相关的部件需要由可靠的系统驱动。供应商和OEM厂商的做法是采用两套软件隔离甚至硬件隔离的方案。采用QNX或Linux系统驱动仪表系统,信息娱乐系统多为Android。

Linux

我买不起 QNX、Android 或两者。还有其他选择吗?当然,Linux 是。

Linux 是经过多年开发的成熟稳定的操作系统。广泛应用于服务器、云计算、超级计算机、银行等领域。世界各地的开发者基于Linux内核,不断开发完善,运行起来非常安全稳定。系统之一。最重要的是,Linux 是开源且免费的。

因此,虽然 Linux 之前没有在汽车领域使用过,但在使用 Linux 的领域,对安全性和可靠性的要求并不低。因此,汽车行业对 Linux 的信任度很高。这为 OEM、供应商 QNX 和 Android 提供了替代方案。

基于成熟版Linux开发的定制化系统,可作为ADAS行车安全组件、仪表显示系统、信息娱乐系统。然而,由于Linux应用生态系统不完善,大多数信息娱乐系统也将倾向于使用Android。

Linux组织看到了车载操作系统的巨大前景,因此成立了一个颇受欢迎的公益组织——AGL(Automotive Grade Linux)。 Automotive Grade Linux 是一个协作开源项目,它将汽车制造商、供应商和技术公司聚集在一起,以加速完全开放的联网汽车软件堆栈的开发和采用。 AGL 正在开发以 Linux 为核心的开放平台,可作为事实上的行业标准,实现新功能和新技术的快速开发。

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AGL已经吸引了100多家全球合作伙伴,包括丰田、戴姆勒、本田、三菱、福特等国际OEM巨头,电装、大陆、瑞萨、英特尔、英伟达等Tier1,三星、恩智浦等芯片巨头、ARM、高通也有中国厂商,如中国移动、东软、德赛西威。

AGL 统一代码库 (UCB) 是 Linux 发行商。 UCB信息娱乐平台的目标是为生产项目提供70-80%的起点。这使汽车制造商和供应商能够将资源集中在定制其他 20-30% 上,以满足他们独特的产品需求。主要功能包括:AGL应用框架、用于多设备配对的ConnMan网络管理、具有内置安全性的车辆总线消息以防止不必要的入侵、音频路由和混音、多种显示功能(前排和后排座椅)、带有WiFi的IP网络管理器和 LTE,Linux 安全模块,使用 Yocto Project 进行基于 Linux 的分发、远程信息处理、IC、ADAS 设备配置文件。

最新版本的 AGL UCB 5.0 支持瑞萨、高通、英特尔、德州仪器、恩智浦和树莓派。 AGL 计划解决车辆中软件的所有功能:从信息娱乐到仪表显示,从远程信息处理到 HUD,从 ADAS 到自动驾驶,功能安全。可以说AGL在手,自下而上的车载OS无忧。 AGL目前正在快速发展。大多数国内供应商和OEM厂商仍然使用旧的Linux版本进行开发。但是,AGL未来发展起来,对行业的影响是不可估量的。

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