车载操作系统 (28 天写作 Day26/28)

今天学习下车载操作系统方面的东东。

啥是操作系统 OS?

操作系统(Operating System, OS)是指控制和管理整个计算系统的硬件和软件资源， 并合理地组织调度计算机的工作和资源，以提供给用户和其他软件方便的接口和环境的 程序集合。智能设备发展到一定程度后一般都需要专门的 OS，例如 PC 机对应的微软 Windows 系统，智能手机对应的 GoogleAndroid 系统和苹果 iOS 系统。

操作系统是软件定义汽车生态发展的灵魂([2])

传统汽车的 OS

在软件定义汽车 的大趋势下，汽车 OS 是传统汽车实现智能汽车升级的关键。汽车操作系统是从传统汽 车电子基础软件不断演变而来，传统汽车电子产品可分为两类：

• 1）汽车电子控制装置：

通过直接向执行机构（如电子阀门、继电器开关、执行马达 等）发送指令，以控制发动机、变速箱、动力电池等协同工作的系统，一般统称为 ECU （电子控制单元）。常见的 ECU 包括发动机电控系统 EMS、自动变速箱控制单元 TCU、 车身电子稳定系统 ESP、电池管理系统 BMS 等。该类系统涉及安全、行驶性能。

• 2）车载电子设备：

如仪表、中控、抬头显示（HUD）、流媒体后视镜等。这类系统 常与用户体验相关，不直接参与汽车行驶的控制决策，对车辆行驶性能和安全影响较小。

未来汽车操作系统

未来汽车操作系统将主要分为

• 自动驾驶 OS 和

• 智能座舱 OS 两大类。

不同车企/Tier 1 根据自身的规划，对域划分个数不尽相同，如博世分为 5 个域（动力域、底盘域、座 舱域、自动驾驶域、车身域），大众 MEB 平台车型为 3 个域（自动驾驶域、智能座舱域、 车身控制域），华为同样也为 3 个域（自动驾驶域、智能座舱域、整车控制域）。虽然有 多个域，一般主要分为注重开放、兼容性、生态的智能座舱域操作系统和注重实时、安全、稳定的自动驾驶域操作系统两大类型。

按照改造程度分类

汽车操作系统按照对底层操作系统改造程度的不同，主要可以分为以下几种：

• 1）基础型操作系统：打造全新底层操作系统和所有系统组件，如系统内核、底层驱 动等，有的还包括虚拟机，如 QNX、Linux、WinCE 等。因打造全新操作系统需要花费 太大的人力、物力，目前基本没有企业会全新开发底层操作系统。

• - QNX（ from 百度百科）：Gordon Bell 和 Dan Dodge 在 1980 年成立了 Quantum Software Systems 公司，他们根据大学时代的一些设想写出了一个能在 IBM PC 上运行的名叫 QUNIX（Quick UNIX）的系统，直到 AT&T 发律师函过来才把名字改成 QNX。QNX 是一种商用的遵从 POSIX 规范的类 Unix 实时操作系统，目标市场主要是面向嵌入式系统。它可能是最成功的微内核操作系统之一。 QNX 的应用范围极广，包含了：控制保时捷跑车的音乐和媒体功能、核电站和美国陆军无人驾驶 Crusher 坦克的控制系统，还有 RIM 公司的 BlackBerry PlayBook 平板电脑。

• 2）定制型操作系统：在基础型操作系统之上进行深度定制化开发，如修改内核、硬件驱动、运行时环境、应用程序框架等。典型代表如大众 VW.OS、特斯拉 Version、Google 车载 Android、华为鸿蒙 OS、AliOS 等，它们已经属于自主研发的独立操作系统。

•   - 梅赛德斯–奔驰，公司于 2017 年成立了 MBition 软件开发公司，用于 MB.OS 的开发，目标于 2024 年将其应用于所有奔驰车型；

• - AliOS 将阿里巴巴的应用生态与 TSP 服务器进行整合，以实现一个用户 ID 在支付宝验证后关联所有应用，从而提高用户便利性，并实现广泛的用户数据收集；

• 3）ROM 型汽车操作系统：基于 Linux 或安卓等基础型操作系统进行有限的定制化开发，不涉及系统内核更改，一般只修改更新操作系统自带的应用程序等。大部分的主机厂一般都选择开发 ROM 型操作系统，国外主机厂多选用 Linux 作为底层操作系统， 由于国内 Android 应用生态更好，国内自主品牌和造车新势力大多基于 Android 定制汽 车操作系统，例如比亚迪 DiLink、奇瑞 GKUI、蔚来 NIO OS、小鹏 Xmart OS 等。

• 4）超级汽车 APP（又称车机互联或手机映射系统），不是完整意义的汽车 OS，指简单 地把手机屏幕内容映射到车载中控，通过整合地图、音乐、社交等功能为一体来满足车 主需求的 APP，如苹果 CarPlay、谷歌 AndroidAuto、百度 CarLife、华为 Hicar 等。主要 系由于汽车座舱为保证系统的稳定性、高安全性，不得不放弃性能，导致手机不论是芯 片还是操作系统处理能力都优于汽车座舱，因此借助手机的丰富功能映射到汽车中控， 以满足车主对娱乐的需求。由于容易实现+成本较低，现阶段仍是车主的主流选择。

按操作系统类型对主机厂分类([1])

• 智能手机的映射：

• Apple CarPlay 和 Android Auto

• 安卓

• 蔚来 NIO、Honda、上汽通用

• Linux

• 特斯拉、丰田、日产

• QNX

• 宝马、奔驰、奥迪、福特。。。。用的车商特别地多。。。

挑理想汽车的介绍深入看看: 双系统

根据文献[3]的介绍，理想 ONE 采用双系统：

• (1)跟车辆控制相关的功能和服务都是由 Linux 系统驱动

仪表屏和中央控制屏。仪表屏主要显示车辆的行驶、导航、里程、报警诊断、ADAS 等信息，中央控制屏可以实现车辆控制、空调设定、座椅加热以及通风调整等功能。

主要从安全和可靠的角度考虑。

• (2) 地图、娱乐服务等用 Android Automotive OS 系统

高德地图、百度地图、爱奇艺视频、理想音乐等应用，不是简单的照搬智能手机应用，而是全部基于理想 ONE 车载系统重新定制开发的应用软件版本。

这里特别说明下：所有的版本都是定制开发的，因此没法从安卓市场下载通用版本的 app 安装。

蔚来的 OS 呢？

从[4]看出点端倪，蔚来汽车 OS 底层时 QNX 实时操作系统（这个也是汽车车机非常常用的操作系统），但是由于界面和应用需要基于安卓进行开发（包括需要第三方支持的 QQ 音乐等）。

参考文献

• [1] 《汽车行业白皮书》ipsos

• [2] https://finance.sina.com.cn/stock/stockzmt/2020-09-18/doc-iivhvpwy7484588.shtml
  

• [3] https://www.lixiang.com/community/articledetail/20061.html
  

• [4] https://zhuanlan.zhihu.com/p/69262844
  

往期传送门

• Day25:大背景
  

• Day24:智能汽车 vs. 智能手机
  

• Day23:半导体芯片小白基础知识 (2)
  

• Day22:半导体芯片小白基础知识 (1)
  

• Day21:智能电动车的估值模式及电气架构变迁
  

• Day20:智能汽车为什么新势力有胜算
  

• Day19:智能汽车如何赚钱？
  

• Day18:芯片
  

• Day17:自动泊车初步了解
  

• Day16:能源革命背后的牛公司
  

• Day15:2050年的一次出游
  

• Day14:国内新能源车厂商的小白认知
  

• Day13:LKA 是如何实现的
  

• Day12:ACC 是如何实现的
  

• Day11:动力电池知识皮毛
  

• Day10:辅助驾驶技术有哪些？
  

• Day9:自动驾驶感知功能一般都有啥？
  

• Day8:自动驾驶分级，小白能理解的那种
  

• Day7:自动驾驶和疫苗的相似之处——浅谈自动驾驶基本架构
  

• Day6:油车和电车比到底哪个整体能源利用效率高？
  

• Day5:电动汽车的小历史及汽车方面的一个基础概念
  

• Day4:自动驾驶到底应该怎么实现？
  

• Day3:电动车基本知识
  

• Day2: 汽油车最简知识
  

• Day1: 开篇：智能电车小白从入门到了解