中國電動(dòng)汽車百人會(huì)|劉宏倩：新一代車用操作系統(tǒng)，從“根”開始

　　近日，由中國電動(dòng)汽車百人會(huì)主辦，清華大學(xué)、中國汽車工程學(xué)會(huì)、中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)、中國汽車技術(shù)研究中心、中國汽車工程研究院共同協(xié)辦的中國電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇（2023）在京舉辦。政府有關(guān)部門和汽車、能源、交通、城市、通訊等領(lǐng)域的行業(yè)機(jī)構(gòu)和領(lǐng)先企業(yè)代表約200位高層嘉賓出席，圍繞全球汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢、新能源汽車高質(zhì)量發(fā)展路徑、中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展戰(zhàn)略等核心產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈發(fā)展趨勢等多個(gè)話題展開討論。

　　        普華基礎(chǔ)軟件總經(jīng)理劉宏倩在百人會(huì)智能汽車論壇發(fā)表《新一代車用操作系統(tǒng)，從“根”開始》主題報(bào)告。報(bào)告指出，智能駕駛操作系統(tǒng)是中國汽車產(chǎn)業(yè)缺芯少魂之痛的關(guān)鍵，全球范圍內(nèi)都處于探索期，產(chǎn)品尚未成熟，生態(tài)尚未完善，可能存在多種的發(fā)展路徑，希望能夠貢獻(xiàn)中國方案和中國智慧。以下為報(bào)告實(shí)錄整理：

　　        操作系統(tǒng)覆蓋多領(lǐng)域、多場景，分為四類

　　        隨著算力的普及，操作系統(tǒng)也在持續(xù)演進(jìn)，覆蓋了多領(lǐng)域和多場景。對于操作系統(tǒng)的定義與分類，劉宏倩指出，操作系統(tǒng)按照使用場景，可分為四類。第一種是面向控制的操作系統(tǒng)，主要應(yīng)用在工控領(lǐng)域，具有強(qiáng)實(shí)時(shí)、高安全、高可靠的特性。第二種是面向人機(jī)交互的操作系統(tǒng)，以圖形界面為主，實(shí)現(xiàn)了圖形界面人與機(jī)器的交互。第三種是面向計(jì)算的操作系統(tǒng)，要求具有高吞吐量、高并發(fā)等特點(diǎn)，主要應(yīng)用在高性能計(jì)算的大型機(jī)、超算、小型機(jī)及PC服務(wù)器上。第四類是面向人工智能的操作系統(tǒng)，主要服務(wù)于人工智能的智能模型，這一類操作系統(tǒng)目前還在探索之中。

　　        智能汽車是已知操作系統(tǒng)的整合體

　　        劉宏倩表示，不同類型的操作系統(tǒng)面向不同領(lǐng)域、不同行業(yè)提供不同技術(shù)與服務(wù)。而我們今天的智能網(wǎng)聯(lián)汽車非常厲害，它是已知操作系統(tǒng)整合體。把一輛車打開，從系統(tǒng)的角度可以分為三個(gè)域：安全車控域、智能駕駛域、智能座艙域。在安全車控域中，安全是核心的需求，主要使用的是面向控制的操作系統(tǒng)；智能座艙域有兩類操作系統(tǒng)，一類是承載娛樂和高精地圖，面向人機(jī)交互的操作系統(tǒng)，另一類是儀表等需要具備高安全、強(qiáng)實(shí)時(shí)的面向控制的操作系統(tǒng)；智能駕駛域的操作系統(tǒng)主要運(yùn)行在SoC及AI的芯片上，主流方案是雙內(nèi)核方案。

　　        她強(qiáng)調(diào)，智能駕駛域的操作系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)還處于發(fā)展初期，我們今天在談的新一代車用操作系統(tǒng)就是指能夠滿足L3級以上自動(dòng)駕駛需求的智能駕駛操作系統(tǒng)。從輔助駕駛到自動(dòng)駕駛，系統(tǒng)將逐漸取代人成為決策的主體。新一代車用操作系統(tǒng)要能夠滿足高安全、強(qiáng)實(shí)時(shí)、高可靠的特性，并同時(shí)滿足智能汽車對高算力芯片、OTA、云端系統(tǒng)與路側(cè)設(shè)備通信、應(yīng)用程序的動(dòng)態(tài)部署等需求。

　　       內(nèi)核是操作系統(tǒng)的核心，基于微內(nèi)核的混合內(nèi)核是實(shí)現(xiàn)ASIL D車規(guī)級功能安全的最優(yōu)技術(shù)路線

　　       內(nèi)核作為操作系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)的進(jìn)程、內(nèi)存、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、文件和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，決定著操作系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性，是根技術(shù)。劉宏倩介紹目前行業(yè)內(nèi)關(guān)于內(nèi)核的三條技術(shù)路線，包括宏內(nèi)核、微內(nèi)核和混合內(nèi)核。其中，宏內(nèi)核的優(yōu)勢是高性能，同時(shí)耦合度高，但安全性與可擴(kuò)展性不強(qiáng)。微內(nèi)核的優(yōu)點(diǎn)是高安全、高可靠，但缺少生態(tài)，不滿足高性能。混合內(nèi)核本質(zhì)上是基于微內(nèi)核路線進(jìn)行的創(chuàng)新，把一部分與性能相關(guān)的模塊放到內(nèi)核中，通過內(nèi)核的線程及服務(wù)解決混合性能，解決高安全和高性能的問題。她提出，基于微內(nèi)核的混合內(nèi)核是實(shí)現(xiàn)ASIL D車規(guī)級功能安全的最優(yōu)技術(shù)路線。

　　        發(fā)展新一代車用操作系統(tǒng)，要從“根”開始

　　        劉宏倩介紹了普華基礎(chǔ)軟件在車用操作系統(tǒng)及微內(nèi)核方面的工作。并表示，近些年，普華基礎(chǔ)軟件一直探索基于微內(nèi)核的混合內(nèi)核技術(shù)。普華基礎(chǔ)軟件安全微內(nèi)核技術(shù)的架構(gòu)，可以支持不同種類的芯片、軟件及工具鏈，微內(nèi)核基礎(chǔ)服務(wù)與系統(tǒng)服務(wù)共同組成了操作系統(tǒng)的核心部分。劉宏倩強(qiáng)調(diào)，發(fā)展新一代車用操作系統(tǒng)，要從“根”開始。

　　        作為中國電科集團(tuán)發(fā)展基礎(chǔ)軟件的重要平臺，普華基礎(chǔ)軟件以服務(wù)國家戰(zhàn)略、創(chuàng)造用戶價(jià)值為使命，發(fā)展出IT通用操作系統(tǒng)和OT車用操作系統(tǒng)兩條業(yè)務(wù)線。2010年，普華基礎(chǔ)軟件發(fā)布了中國第一個(gè)車用操作系統(tǒng)產(chǎn)品；2014年，普華基礎(chǔ)軟件車控操作系統(tǒng)首次在長安 CS75車型上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用，也成為中國車用操作系統(tǒng)領(lǐng)域的里程碑，中國品牌第一次出現(xiàn)在量產(chǎn)車型的供應(yīng)商名單里。截止2022年5月，普華基礎(chǔ)軟件的車用操作系統(tǒng)累計(jì)量產(chǎn)數(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)超1000萬套。

　　        劉宏倩表示：“軟件產(chǎn)品，尤其是汽車軟件產(chǎn)品，能否量產(chǎn)應(yīng)用，是重要的衡量指標(biāo)。中國車用操作系統(tǒng)的量產(chǎn)之路是尤其艱辛的，在這個(gè)過程中，國家在政策上給予了大力的支持，我們和整車企業(yè)也付出了巨大的努力。”

　　        在企業(yè)發(fā)展的過程中，普華基礎(chǔ)軟件也非常重視安全、標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量工作。2011年，普華基礎(chǔ)軟件牽頭成立了國內(nèi)首個(gè)汽車電子基礎(chǔ)軟件自主研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化聯(lián)盟（CASA）；2018年，成為國內(nèi)首個(gè)參與汽車開放系統(tǒng)架構(gòu)（AUTOSAR）國際標(biāo)準(zhǔn)制定的基礎(chǔ)軟件企業(yè)；是國內(nèi)第一個(gè)通過ASPICE 三級，ASIL D最高等級功能安全產(chǎn)品認(rèn)證的車用基礎(chǔ)軟件企業(yè)。

　　        操作系統(tǒng)研發(fā)難度大、周期長、成本高，需要開放創(chuàng)新、共建共享

　　        操作系統(tǒng)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，開發(fā)難度大、周期長、成本高，生態(tài)建設(shè)緩慢，需要長期的投入和不斷的迭代，更需要開放、創(chuàng)新、共建、共享。今年2月，中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)起的中國車用操作系統(tǒng)開源計(jì)劃正式發(fā)布，普華基礎(chǔ)軟件貢獻(xiàn)的首個(gè)安全微內(nèi)核開源版本，計(jì)劃于5月發(fā)布。

　　        劉宏倩講到，過去30年，在全球信息技術(shù)領(lǐng)域，Linux通過開源模式成為人類在信息時(shí)代的智慧結(jié)晶。面向智能時(shí)代，汽車產(chǎn)業(yè)正在成為新一代科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)，人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、新一代信息通信技術(shù)，都紛紛將汽車產(chǎn)業(yè)作為了最佳的應(yīng)用場景和實(shí)踐。

　　        她呼吁汽車產(chǎn)業(yè)同仁要保持前瞻性，融入全球化，積極加入中國車用操作系統(tǒng)開源計(jì)劃，凝聚產(chǎn)業(yè)智慧，創(chuàng)新共享模式，以新一代車用操作系統(tǒng)的根技術(shù)作為種子，真正建成新一代中國汽車操作系統(tǒng)根社區(qū)，共同為構(gòu)建智能時(shí)代新的人類智慧的結(jié)晶貢獻(xiàn)中國力量。