愛伊米

自動駕駛OS市場的現狀及未來

站在車企的角度看,

QNX

有點像

Mobileye

——

儘管“易用”,但限制了車企的自主性;而

Linux

則有點像英偉達——比較“難用”,但賦予了車企很大的自主權及面向未來的相容性。

隨著車企對軟體技術投入的加大和能力的提升,

Linux

在自動駕駛市場的佔有率大將會逐步上升,而

QNX

的市佔率則會逐步下降;同時,對基於

Linux

自研

OS

失敗的車企而言,還有

QNX

這條“退路”可以依賴,這反而讓他們在自研

OS

時少了些“後顧之憂”。

值得注意的是,

自研自動駕駛

OS

(已取得成功)的車企或自動駕駛公司,無論特斯拉還是

Waymo

Mobileye

、華為或蘋果,都有一個共同點:有自主研發的

ASIC

晶片。

那麼,有沒有這樣一種可能:打算自研自動駕駛OS的車企,先從英偉達或Mobileye挖個晶片大牛來擔任自動駕駛負責人或CTO,然後,一手抓晶片,一手抓OS?

自動駕駛OS市場的現狀及未來

隨著電動車的EE架構從分散式向集中式演進、自動駕駛等級從L2向L2+、NOA/NOP乃至L4演進,系統對自動駕駛OS(作業系統)的要求也越來越高。並且,由於事關生命安全,自動駕駛OS對實時性及可靠性的要求要遠高於車載娛樂系統的OS。

OS的價值主要在於可以更好地分配、排程運算和儲存資源,但在分散式EE架構下,各ECU基本只處理某一項單一任務,並不存在資源“分配和排程”的需求;甚至連Mobileye的EyeQ 3和EyeQ 4,也只是跑單任務的ASIC,只需要處理攝像頭的資料,因此,用Tier 1的MCU就可以了,不需要高效能的OS。

MCU的程式碼行數少,流程和功能簡單,並且邏輯也不復雜,因此,用MCU的風險係數很低。

而到了域控制器時代,許多項功能都被整合到一顆效能強大的soc晶片上,尤其是,在自動駕駛功能從L2向L2+、NOA演講的過程中,感測器的種類和數量大幅增加、需要處理的資料量更是呈指數級增加,如此複雜的任務,簡單的MCU已經搞不定了,必須需要有一個強大的實時作業系統才能搞定。

從L2到L4,作業系統對實時性、功能安全、資訊保安的要求都在提高。

以往,對自動駕駛OS關注較多的是晶片廠商、L4級自動駕駛方案公司、特斯拉,而大部分車企對自動駕駛OS涉獵甚少。

某美國ADAS晶片廠商市場部負責人告訴《九章智駕》:“我們在2019年問很多車廠、Tier 1‘你們對什麼作業系統感興趣’,結果都大家都一頭霧水,沒怎麼思考過。博世又很強勢,覺得 RTOS搭配經典AUTOSAR的方案挺好的,但往多攝像頭髮展,RTOS是否可行,沒有人知道。“

但隨著L2+、NOA/NOP等高階自動駕駛功能逐漸成為新車的標配,無論有沒有興趣,有進取心的車企都必須要硬著頭皮“惡補”關於自動駕駛OS的課程;個別車企甚至打算自研OS。

然而,自動駕駛OS儘管重要,但並沒有晶片和鐳射雷達那麼“熱門”,這也導致很多人對它有些誤解。比如,一旦某公司要自研自動駕駛OS,就會被不少人解讀為“自研底層作業系統”

,甚至有媒體的報道中會出現“基於

Linux

的底層操系統”這樣的硬傷

那麼,目前可用的自動駕駛OS有哪些?車企所謂的“自研OS”究竟是什麼意思?基於不同的核心自研OS有什麼區別?未來,自動駕駛OS的話語權會掌握在誰手裡?

帶著這些疑團,筆者在去年11月中旬參加了焉知汽車組織的自動駕駛作業系統論壇,並在會後跟黑莓QNX IOT事業部大中華區首席代表董淵文、地平線市場拓展與戰略規劃副總裁李星宇及大眾問問CEO張人傑等人做了深入交流。

一:狹義OS和廣義OS

首先需要釐清兩個概念:狹義OS和廣義OS。

車載智慧計算平臺自下而上可大致劃分為硬體平臺、系統軟體(硬體抽象層+OS核心+中介軟體)、功能軟體(庫元件+中介軟體)和應用演算法軟體等四個部分。狹義上的OS特指可直接搭載在硬體上的OS核心;而廣義OS從下至上包括從BSP、作業系統核心、中介軟體及庫元件等硬體和上層應用之間的所有程式。

自動駕駛OS市場的現狀及未來

圖片摘自公眾號“筋斗雲與自動駕駛”

系統軟體,主要由硬體抽象層,作業系統核心以及中介軟體三部分組成,硬體抽象層裡包含BSP和Hypervisor。

Hypervisor——一種執行在基礎物理伺服器和作業系統之間的中間軟體層,可允許多個作業系統和應用共享硬體,也可叫做VMM( virtual machine monitor ),即虛擬機器監視器。Hypervisors是一種在虛擬環境中的“元”作業系統。他們可以訪問伺服器上包括磁碟和記憶體在內的所有物理裝置。

BSP(board support package)即板級支援包,也是介於主機板硬體和作業系統之間的一層,主要目的是支援作業系統,使之能夠更好的運行於硬體主機板。

OS核心又稱為“底層OS”,提供作業系統最基本的功能,負責管理系統的程序、記憶體、裝置驅動程式、檔案和網路系統,決定著系統的效能和穩定性。

中介軟體,作為底層作業系統和這些應用程式之間的橋樑,是對軟硬體資源進行管理、分配和排程的平臺,充當著軟體和硬體解耦的關鍵角色。

具體來說,中介軟體通常對感測器、計算平臺等資源進行抽象,對演算法、子系統、功能採取模組化的管理,透過提供的統一介面,讓開發人員能夠專注於各自業務層面的開發,而無需瞭解無關的細節。這為開發者快速、高效、靈活地開發和整合自動駕駛軟體提供了極大的便利。

功能軟體,包含自動駕駛的核心功能模組,如相關演算法的程式設計框架(如TensorFlow、Caffe、PaddlePaddle等)。

自動駕駛OS核心的格局較為穩定,主要玩家為QNX(Blackberry)、Linux(開源基金會)、VxWorks(風河)。因打造全新OS需要花費太大的人力、物力,目前基本沒有企業會開發全新的OS核心。

當前,無論是Waymo、百度、特斯拉、Mobileye,還是一眾自動駕駛初創公司、車企,所謂的自研自動駕駛OS,都是指在上述現成核心的基礎之上自研中介軟體和應用軟體。

由於基於QNX開發中間件相對簡單,並且受QNX官方的約束比較大,而基於Linux開發中間件有很高的技術壁壘,開發者們也可以享有更大的自主權,因此,

通常,很多

公司

提到的“自研OS”,都特指對Linux核心做相應裁剪,並在此基礎上開發中間件和應用軟體。

華為的AOS,究竟是基於完全自研的OS核心還是基於Linux核心的中介軟體,外界存在兩種說法:有不少人認為是“完全自研”,但也有不少作業系統領域的從業者認為,AOS仍是基於Linux核心的,但對Linux的核心做了深度裁剪、加了一些安全韌體及特有的驅動程式,並在此基礎上開發了中介軟體。

需要強調的是,“中介軟體”這個詞的含義略顯模糊——系統軟體和功能軟體裡都包含了“中介軟體”,那企業自研的“中介軟體”,究竟是哪一塊呢?

自研作業系統可分為定製型和ROM型,定製型即修改了

OS

核心裡的軟體及“系統軟體裡的中介軟體”,而ROM型修改的範圍則僅限於“功能軟體裡的中介軟體”。

自動駕駛OS市場的現狀及未來

圖片摘自“筋斗雲與自動駕駛”的知乎賬號

此外,大眾正在自研的自動駕駛OS,也是一個廣義的OS。準確地說,是一個將Linux、QNX和VxWorks等多個底層OS整合到一起的平臺。

二.OS核心:QNX 、Linux、VxWorks

以是否對需要執行的任務劃分優先順序為標準,OS核心可分為分時OS和實時OS兩種。前者對各個使用者/作業都是完全公平的,不區分任務的緊急性;而後者指在高優先順序的緊急任務需要執行時,能夠在某個嚴格的時間限制內搶佔式切換到該任務上。

由於事關安全,自動駕駛需要的實時OS。QNX和VxWorks均屬於實時OS,但Linux是分散式OS。

前段時間,

有人質疑特斯拉

拿(Linux)分時系統做作業系統,是對生命最大的不負責

”,然而,這個

質疑未必成立

——

特斯拉的Linux系統是不是實時作業系統,以及是否按照車規級功能安全規格開發,還有待證實。

自動駕駛OS市場的現狀及未來

(圖片摘自高工智慧汽車)

誠然,

Linux原本是分散式OS,但Linux對應實時性改進的工作從未停止過。在經過最佳化後,Linux核心也分為搶佔式核心和非搶佔式核心,其中,搶佔式核心的實時性足以滿足自動駕駛的需求。

安霸半導體上海軟體研發高階總監孫魯毅在去年8月份發的《關於中國市場汽車智慧駕駛主控晶片作業系統的思考》一文種提到,2005年,Linux2。6的釋出,就開始支援核心可搶佔式排程CONFIG_PREEMPT,此選項使得核心態程式只要不被spinlock保護或者在中斷處理程式裡,都可被更高優先順序的核心執行緒搶佔。

這就使得很多工執行的時候,任務排程延遲大大改善。預設配置通常可以做到排程延遲在1到幾個毫秒。實時性補丁CONFIG_PREEMPT_RT專案也已經比較成熟,可以手動打補丁新增提升核心的實時性。

這些最佳化大大改善了Linux的實時性,使得Linux實際已經成為硬實時作業系統。

德國不萊梅大學曾做過一項測試,這項測試表明在系統滿負荷長時間運轉時,Linux標準核心不加任何補丁也不亞於常見各種實時作業系統的實時性。

QNX是一個半封閉系統,而Linux和VxWorks均是開源系統。所謂“半封閉”,即QNX的核心,客戶是不能改的,但客戶可自己編寫中介軟體和應用軟體;所謂開源,即所有核心原始碼都向客戶開放,客戶可根據自己的實際需求裁剪,可配置性很高。

Linux基金會在2012年啟動了開源專案Automotive Grade Linux (簡稱AGL),目前成員已經超過100家。當前,Linux在汽車市場的應用主要在資訊娛樂系統,不過,AGL的最終目標,是提供滿足安全關鍵系統的功能安全目標,從而服務自動駕駛應用。

按照AGL的設想,未來成員企業可以共享70%的程式碼,另外30%則是不同品牌廠商進行差異化開發,從而保障各自的商業化利益。

QNX早在2011年就通過了ISO26262 ASIL-D安全認證,這是第一個透過這項認證的實時作業系統。與Linux的免費不同,QNX需要商業收費,但憑著其安全性、穩定性和實時性,QNX仍牢牢佔據汽車嵌入式作業系統市佔率第一的位置。

QNX是微核心,即核心中只有最基本的排程、記憶體管理,驅動、檔案系統等都是使用者態的守護程序去實現的。其優點是超級穩定,驅動等的錯誤只會導致相應程序死掉,不會導致整個系統都崩潰。

據黑莓QNX IOT事業部大中華區首席代表董淵文介紹,目前,通用、沃爾沃、奧迪、上汽、吉利、蔚來、理想、小鵬等均用QNX作為自動駕駛OS。

黑莓提供給各自動駕駛客戶的QNX系統是一個無差別的標準版,但BSP驅動是定製版。

BSP包括了Bootloader(以基礎支援程式碼來載入作業系統的載入程式)、HAL(硬體抽象層)程式碼、驅動程式、配置文件等,是核心與硬體之間的介面層,目的是為作業系統提供虛擬硬體平臺,使其具有硬體無關性,可以在多平臺上移植。

與QNX相比,Linux更大的優勢在於開源,在各種CPU架構上都可以執行,可適配更多的應用場景,並有更為豐富的軟體庫可供選擇,因此,具有很強的定製開發靈活度。

並且,Linux是宏核心,即除了最基本的程序、執行緒管理、記憶體管理外,檔案系統,驅動,網路協議等等都在核心裡面,其優點是效率高,可以充分發揮硬體的效能。

此外,Linux的免費也對車企有很強的吸引力。

李星宇在演講中提到,近幾年,Linux在自動駕駛產業的使用率在攀升,“科技公司、Tier 1和車企均會基於Linux進行投入”。

但Linux核心的的元件要比QNX複雜得多,因而穩定性也要差得多,開發程序中的bug經常會導致整個系統掛掉。因此,基於Linux做開發的門檻很高。

張人傑說:“Linux平臺有幾千萬行程式碼,而這些程式碼又不是你設計的,你怎麼確保它的安全性?你只能是在外圍做一些加減,你對程式碼的理解能力決定了你能否解決這些bug。目前,Lun

i

x官方承認的bug就上萬個了。在一定時間內,這些bug問題不大。但在某些條件下,就會引起很大的麻煩。”

Linux遲遲未能透過ISO 26262標準。相比之下,QNX的程式碼和功能架構都比較簡單,程式碼也總共只有30萬行程式碼,出現故障的可能性遠遠小於Linux。

《高工智慧汽車》在最近的一篇文章中還提到了基於Linux做開發的兩大挑戰:

1。作為開源的作業系統,Linux在被用於安全關鍵系統時,在程式碼庫不斷更新的情況下,存在安全認證失效的問題,因此,汽車製造商需要不斷重新做安全認證,但這可能會帶來額外的成本支出。

2。後續的補丁管理和版本對齊過於複雜。一家早期選擇AGL的汽車製造商工程師表示,至少有4家Tier 1為他們的特定產品提供了不同版本的Linux核心,這意味著他們需要為不同的補丁管理4個不同的AGL核心。為擺脫這些麻煩,他們正在為下一代產品從AGL轉向QNX作準備。

既然如此,Waymo、特斯拉、百度和Mobileye為何還要基於Linux做開發?成本考慮是一方面,更重要的,是為了減少對軟體供應商的依賴,“這些程式碼都是開源的,而我的能力又足夠強,可以在效能最佳化上做更多的工作。”

特斯拉就嚐到了採用Linux4。4開源作業系統做開發的好處。由於自己完全掌握核心技術,不必受制於作業系統廠商,每次只要一發現問題便立即透過OTA進行快速修正與升級,提升使用者體驗。

簡而言之,站在車企的角度看,

QNX

有點像

Mobileye

——

儘管“易用”,但限制了車企的自主性;而

Linux

則有點像英偉達——比較“難用”,但賦予了車企很大的自主權及面向未來的相容性。

隨著車企對軟體技術投入的加大和能力的提升,

Linux

在自動駕駛市場的佔有率大將會逐步上升,而

QNX

的市佔率則會逐步下降。

風河VxWorks的實時性已經在航空電子、醫療電子和工業安全等領域的幾十億臺裝置上得到了充分的驗證。風河高階產品經理王鵬在此前的一次直播中說:任何“實時”Linux 的實時性都無法跟 VxWorks 相比。

VxWorks也是開源的。VxWorks實時作業系統由400多個相對獨立、短小精悍的目標模組組成,但使用者可獲所有原始碼並根據需要對OS核心在原始碼層面進行裁剪和配置。

VxWorks的影響力主要在航空電子,汽車板塊在其營收中佔比的不高,因此,此前,風河的資源重點並沒有放在汽車市場上。但近些年,風河對汽車業務的投入力度正在加大。

風河不光是能夠直接賣商用性的產品,它也會提供專業定製化服務。在奧迪A8的專案中,風河除了提供VxWorks,還為TTTech汽車業務分公司提供了開發板卡支援包、中介軟體開發和網路棧整合。

寶馬-ME-英特爾聯盟的自動駕駛OS核心,一度採用了VxWorks。現代的自動駕駛量產車上也在使用Vxworks。

2018年10月,風河宣佈其將為TTTech Auto最新版本的安全軟體平臺MotionWise提供支援,用於自動駕駛應用。

2019年2月,VxWorks通過了ISO 26262 ASIL-D認證。

VxWorks雖然和Linux同為開源系統,但兩者的區別在於:後者是免費的,前者則要收取一筆高昂的授權費,開發定製成本也很高,這限制了其市場佔有率的增長。

當然,各種自動駕駛OS之間並非截然對立的關係。

如百度的Robotaxi系統,一個比較普遍的說法是“在Linux核心上執行”,但賽靈思系統架構師兼市場總監毛廣輝的說法是:感知部分是在Linux行執行,而非感知部分則是在QNX上執行。“

奧迪A8上用了至少兩套自動駕駛OS,其中英偉達的Tegra K1晶片上用的是Linux核心,而英特爾的FPGA Cyclone上用的是VxWorks核心。

簡單地說,車企在選擇OS核心時,主要考慮開放性、可擴充套件性、易用性、安全性、可靠性及成本等因素,再結合自己的需求及能力體系來做權衡。

各OS核心的簡單比較如下:

自動駕駛OS市場的現狀及未來

表格中部分資料來自 安霸半導體上海軟體研發高階總監 孫魯毅的文章《關於中國市場汽車智慧駕駛主控晶片作業系統的思考》。

三.中介軟體:廠商提供or自研

在自動駕駛OS核心廠商中,風河還會為車企提供定製化的中介軟體。奧迪A8的FPGA Cyclone上跑的中介軟體,便由風河提供。此外,寶馬—Mobileye—英特爾三方合作的專案中的中介軟體,也一度由風河提供。

但對車企或自動駕駛公司來說,使用OS廠商提供的中介軟體,只是權宜之計。到後面,每家公司都需要基於一個安全的核心來做符合自己獨特需求的中介軟體。

如Mobileye在去年年底宣佈,正在為下一代EyeQ®5晶片切換到基於Linux的作業系統做最後的量產準備。按照Mobileye的說法,“寶馬作為量產搭載客戶之一,已經對這套系統進行了全方位的安全評估和嚴格測試”。

《高工智慧汽車》在最近的報道中點評道:“對於Mobileye來說,這也是其開放戰略的關鍵一步。EyeQ5作業系統從之前專有的、定製的作業系統切換到Linux,將增加後續客戶定製化開發的靈活性,同時向AGL超過100多家成員企業進行開放。”

張人傑說:“一個車企相比於另一個車企技術的差異性、先進性,在很大程度上取決於你的整體框架,而框架又取決於OS的中介軟體組合,各種不同中介軟體最終組成了你的基礎框架。”

因此,對車企

或自動駕駛公司

來說,自研中介軟體,不是你願不願意的事情,而是你必須去做的事。有進取心的車企,

基本都

在自研自動駕駛OS的中介軟體,只不過有的車企說出來了,有的沒說而已。

QNX可為客戶提供一部分中介軟體,但大部分中介軟體還是靠客戶自己/委託第三方開發。只不過,由於基於QNX開發中間件相對簡單,算不上多牛逼的事情,因此,很少有公司會在PR中強調自己開發了基於QNX的中介軟體。

如果使用Linux核心,則中介軟體就只能全部由自己來搞定了。這是一條更有價值、但也註定更艱辛的路。

張人傑說:“基於QNX核心做開發,車企是透過做加法的過程完成中介軟體的設計;而基於Linux做開發,則是先做減法、再做加法,難度顯然要大得多。”(做減法的過程中,稍有不慎,就可能把重要的內容給裁剪掉。)

據前百度自動駕駛部門骨幹成員透露,百度在跟車企合作的自主泊車專案上應車廠的要求而採用了QNX核心;但在要求更高的Robotaxi上,則基於Linux核心開發中間件。

百度開發的中介軟體並非是一個全新的系統,而是基於開源系統ROS做裁剪、打補丁,但這裡仍然存在很高的技術壁壘。

ROS的前身是斯坦福人工智慧實驗室機器人專案的STAIR,後來由Willow garage 組織維護,它是免費開源框架,軟體架構很清晰。原生的ROS本是機器人OS,並不能直接滿足無人駕駛的所有需求,但百度針對原生ROS的弊端一一做了最佳化:

1。 原生ROS各個節點之間互相通訊,需要依賴一個統一的ROS Master作為中轉。如果ROS Master出問題了,則任何兩個節點之間的通訊便受到影響。

自動駕駛OS市場的現狀及未來

針對這個問題,百度Apollo 採用一種叫RTPS 的服務發現協議,對ROS做了“去中心化”改造。即現在的rosnode介面不再依賴於一個獨立的master來進行管理,而是將其全部放置與一個公共域demain中,域中的每個rosnode都有域中其他節點的資訊,這樣就可以消除單點故障。

自動駕駛OS市場的現狀及未來

以上兩段內容及圖片摘自CSDN博主「逐風的小黃」在2019年3月份的文章《Apollo開源軟體ROS定製版差異化分析》。

2。 ROS 傳遞的訊息不支援向前相容,介面相容性問題會對歷史資料的使用造成很大的影響。在自動駕駛領域,海量的歷史資料是寶庫,如果用不了,就造成極大的浪費。

對這一問題,百度Apollo框架採用的方案是使用開源的protobuf封裝成ROS msg,來代替原生的ROS msg, protobuf 提供了良好的訊息向前相容性。

3。 如果一個ROS節點被挾持,駭客可以透過這個節點將資源耗盡,進而將這個系統搞垮。ROS node和node之間的訊息被截獲或者偽造,那麼自動駕駛汽車可能會被駭客控制。

針對這一問題,百度採用linux container 這種輕量級虛擬化技術,把每個ROS Node 放入沙盒,限制每個ROS node 許可權。節點與節點的通訊訊息可以進行加密解密處理,防止中間人攻擊。

除了百度的Apollo,博世、寶馬、nuTonomy、Autoware和Udacity等公司也基於ROS開發自動駕駛技術。

第三方軟體公司Apex公司基於ROS 2。0開發自動駕駛軟體,該公司花大量精力對ROS 2。0進行最佳化。在2019年2月份,Apex拿到了豐田、沃爾沃、捷豹路虎、海拉等車企和Tier 1的投資,這意味著,這些公司也在考慮使用ROS 開發自動駕駛技術。

但基於Linux核心和ROS中介軟體做開發這條路走起來會特別艱辛。

去年年底,某先前一直基於ROS做開發的自動駕駛明星初創公司宣佈改用QNX的方案,對方的工程師給出的理由是:“QNX系統更安全,並且在可靠性和穩定性上有更大的保證”。

看來,在基於Linux自研OS失敗後,車企及自動駕駛公司還有QNX這個“退路”可以依賴,這反而使他們在自研OS時少了些“後顧之憂”。

不過,

中途

Linux

切換至

QNX

引發的工作量特別大。首先,兩個核心的差異很大,這意味著,之前基於Linux開發的中介軟體現在都不能用了,得從頭再來;此外,功能軟體和演算法遷移、最佳化的工作量也很大,甚至,有一些演算法是需要做大幅度修改的。

因此,最各自動駕駛公司/車企來說,基於哪個核心做中介軟體的開發,最好能從一開始就對自己的需求、能力體系、風險承受能力做一個充分的評估,然後再選擇最適合自己的方案。

四.自動駕駛OS的話語權會掌握在誰的手裡?

那麼,對車企來說,選擇用什麼核心做開發,是否完全可以自己說了算呢?這個問題的答案,有多個不同的版本。

董淵文的說法是,QNX已跟英偉達、高通等自動駕駛晶片廠商之間建立起深度合作,但跟英偉達是弱繫結,而跟高通是強繫結。即英偉達可以在Xavier、Orin中預整合QNX,但也會給車企自主選擇權;而高通Snapdragon Ride的客戶則只能用QNX作為自動駕駛OS,“沒有自主選擇權”。

一自動駕駛初創公司的工程師說,他們使用的QNX是黑莓和晶片廠商針對特定晶片整合最佳化後的版本,保證在該晶片上可以達到最優的系統性能。

張人傑認為,QNX跟英偉達和高通的捆綁,很容易理解。“一個OS做出來了還不夠,想要獲得成功,其核心點還在於建立一個強大的生態(軟體+硬體)。沒有強大的晶片,先進OS的優勢也發揮不出來。在行業競爭的前期,OS廠商一定要跟晶片廠商形成非常強的戰略耦合。”

這種繫結,是雙贏,不僅OS廠商可以透過跟晶片廠商的繫結做大軟體的安裝量,晶片廠商透過跟安全可靠的OS捆綁,也會讓晶片更好賣。

但某自動駕駛晶片廠商CMO認為,這只是一種過於樂觀的假設,“對QNX來說,只有全面擁抱晶片公司,晶片公司才能把你的OS推給OEM,但OEM就非得選你嗎?”

這位CMO說:“現階段,QNX是價效比最高的方案,但如果你不是足夠好的話,哪怕晶片廠商再怎麼推,OEM也不會選你,然後,晶片廠商也會轉而扶持另一家OS廠商。Windows以後,再在任何行業出現下一個如Windows這種有話語權的OS的可能性非常低。“

博世AI部門一位管理人員說:“晶片不會願意被某一個OS給綁死的,除非晶片就是這家OS廠商自己的,像蘋果的M1之於MacOS。”

安霸孫魯毅曾在文章中提到:“汽車市場的OS選擇主要來自於開發團隊的經驗積累,或者來自於主控晶片廠的SDK的預設支援。”所謂預設支援,即晶片廠商的SDK基於哪個OS開發的,就決定了車企只能用什麼OS。

但也有許多人並不認同這種說法。

如某主機廠自動駕駛負責人說:“OS透過中介軟體可以和晶片在軟體上解耦。”

某自動駕駛初創公司工程師說:“自動駕駛晶片廠商的SDK通常不會只適配一個OS,客戶主要還是根據自己的需求選擇最合適的OS。我們用英偉達的晶片,但QNX和Linux的OS我們都使用過,不存在被晶片供應商綁架的問題。”

上述晶片廠商CMO說:我們推出的SDK會相容多個不同的OS。如果客戶有某種特殊要求,我們會額外增加。

國內作業系統初創公司國汽智控CEO尚進在接受《甲子光年》採訪時說,國汽智控對整車廠的一大吸引力便是“不繫結晶片供應商”“華為、地平線、黑芝麻以及英偉達都是我們的合作伙伴”。

總的來說,對使用什麼樣的OS,車企和晶片公司的話語權是高於OS廠商的。一位受訪者說:“話語權來自於誰離

使用者

更近,OS當然有一定的決定權,但OS提供的只是基礎功能,應用層都是車企一

做的,因為它離

使用者

最近,知道

戶需要什麼。”

董淵文在演講中提到:“

QNX

沒有自己的

Roadmap

主機廠的意志和錢,決定了

QNX

Roadmap

”這也印證了“車企的話語權更大”一說。

不過,地平線CEO餘凱認為,如果在未來出現一個“智慧汽車OS”,將自動駕駛OS和智慧座艙OS整合到一起,並建立起強大的開發者生態和應用生態,則這個OS在車企面前會有比較大的話語權。

國汽智控副總裁楊柯和地平線市場拓展與戰略規劃副總裁李星宇都提到一個觀點:從IT時代30來年的歷史看,通常,一款OS只會基於一款硬體架構進行深度打磨,無論PC時代的win-tel還是移動網際網路時代的安卓—ARM都是如此。你很難在ARM上面把windows最佳化得特別到位,也很難在x86架構上面把安卓最佳化得非常到位。

李星宇說:“目前,自動駕駛OS還處於百家爭鳴的階段,隨著競爭的加劇,會跑出一個玩家來把底層OS和晶片深度打磨,實現最佳的體驗。屆時, 自動駕駛OS市場就從百舸爭流變成一枝獨秀。”

在智慧手機時代,蘋果是自研OS和晶片並深度打磨的代表,而在自動駕駛產業,截至目前,這樣的玩家有五家:Waymo、特斯拉、蘋果、Mobileye、華為。其中,蘋果是唯一一家自研OS核心的玩家。

只做晶片的話,應用節奏會受制於OS廠商的進度;而只做OS的話,效能最佳化

會受制於晶片廠商的節奏。但兩個都自己做,就不存在這種顧慮了。微軟在去年年底決定自研PC晶片,在很大程度上就是這個動機。

Waymo、特斯拉、蘋果三家的OS和晶片雖然牛逼,但都是為自有業務服務的,不外供;而Mobileye、華為卻定位為Tier 1,Mobileye的晶片算力較低,在L4市場上競爭力不足,因此,以當前的產業格局看,華為是L4市場上唯一同時具備自動駕駛晶片與OS的供應商。

華為的MDC810是已量產自動駕駛計算平臺中算力最高的一款,並且,MDC平臺上使用的CPU也是自研的;其自動駕駛OS核心已獲得業界Safety 領域最高等級功能安全認證(ISO 26262 ASIL-D)。據瞭解,華為的自動駕駛OS將在北汽極狐的阿爾法S上率先商用。

最近,有人戲稱要提供作業系統的華為“不僅僅是Tier 1,而且還是tier 0”——構建以自己為中心的完整的生態,最終成為智慧汽車時代的“微軟”。

某OS產業資深人士說,接下來,華為的目標應是在該核心之上搭建很多中介軟體和應用框架、應用程式,並確保這些元件也能達到功能安全要求。此外,為了吸引更多的開發者,華為還需要打造出一套穩定高效的工具鏈。

在談到華為“晶片+OS”的格局時,一位從華為跳槽到博世的工程師說:“沒晶片、沒OS,是博世跟華為最大的差距;其中,在從分散式架構走向集中式架構的過程中,OS比晶片更加重要,這個是真正的大腦。博世如果搞不定這些東西的話,到後面只會越來越被動。”

再開個腦洞:蘋果一度聲稱自己不造車,而是生產和銷售“自動駕駛系統”。假如有朝一日蘋果增加了To B業務,也要做Tier 1了,那這個市場就更加熱鬧了。

當然,若華為、Waymo都造車,則其Tier 1身份便可能“保不住”,這樣,則華為、Waymo都跟特斯拉和蘋果一樣,成為自研晶片+OS的汽車製造商;而Mobileye則成為唯一一家自研晶片+OS的供應商,接下來,Mobileye的挑戰在於,如何儘快推出高算力的自動駕駛晶片。

未盡之語:

自動駕駛OS市場的玩家數量正在快速增加。

長期以來,提起斑馬網路的AliOS,業內的第一反應都是“智慧座艙作業系統”,但在2020年底,斑馬網路公司獲得了德國萊茵TÜV Rheinland頒發了的ISO 26262汽車功能安全管理體系認證證書,其證書的等級為“ASIL-D”等級,當時,新聞通稿中說“這標誌著斑馬整體研發體系符合汽車功能安全最高等級要求,為打造更加安全的智慧駕駛作業系統提供關鍵保障”。

看來,AliOS並不甘心只做智慧座艙作業系統,它有著更大的野心。

上個月,全球最大Linux系統廠商——紅帽公司宣佈,計劃為汽車行業建立一個新的基於Linux的企業級作業系統,並提供從“資訊娛樂到輔助駕駛系統”的一系列ISO 26262認證。

也是在最近,Tier 1採埃孚和TTTech Auto也被曝出正在開發作業系統和軟體生態系統。採埃孚都入局了,博世和大陸還會遠嗎?也許,說不定博世已經在開發自動駕駛OS了?

此外,有些“出人意料”的是,曾在去年將乘用車自動駕駛和卡車自動駕駛技術分別交給英偉達和Waymo的戴姆勒公司,也在4月中旬宣佈將建設軟體中心,自主研發作業系統。

不過,市場上是否真的需要這麼多的“自研自動駕駛OS”(特指基於Linux的自研)呢?

從構建開發者生態及產品效能最佳化的角度考慮,OS市場需要一定的集中度,這樣才能確保買家OS廠商都能“分到”足夠多的開發者,同時,實現更大的裝機量。

由於汽車市場的體量足夠大,幾家頭部OS廠商們均有機會建立起龐大的開發者生態,實現很大的裝機量,但自研OS的車企,面臨的挑戰則要大得多。

車企自研的OS,更多是“自產自銷”,並不會對外開放,哪怕車企願意開放,友商們也未必願意使用。某車企高階總監在接受《甲子光年》採訪時說:“這意味著當銷量不足以分攤軟體系統的開發成本時,自主軟體將無法實現迭代更新,甚至維護。”

此外,我們發現,自研自動駕駛

OS

(並取得成功)的車企或自動駕駛公司,無論特斯拉還是

Waymo

Mobileye

、華為或蘋果,都有一個共同點是:有自主研發的

ASIC

晶片。

董淵文曾在論壇的演講中道破其中的玄機:“特斯拉因為用的是自研的ASIC晶片,很多演算法並不需要靠Linux去排程,因此,使用Linux做自動駕駛開發相對比較容易,但對其他廠商則不然。”

所以,也許,車企能在自研自動駕駛OS上取得成功的前提是,有自研的ASIC晶片?

正在自研自動駕駛OS的大眾,已於近日被曝出計劃自研自動駕駛晶片——大機率也會是ASIC。賓士沒有晶片,但他們正在跟英偉達深度合作,那麼,後續開發自動駕駛OS會不會也跟英偉達合作?

有幾家中國車企也打算自研自動駕駛OS,對他們來說,自研用於自動駕駛的ASIC晶片也是勢在必行?

我的同事孫利老師有這樣一個判斷:接下來,晶片人才在自動駕駛圈的地位會越來越高,很多自動駕駛負責人會從晶片行業產生。

那麼,有沒有這樣一種可能:打算自研自動駕駛OS的車企,先從英偉達或Mobileye挖個晶片大牛來擔任自動駕駛負責人或CTO,然後,一手抓晶片,一手抓OS?