直到20世纪80年代以后,更多数字化的功能硬件——例如GPS导航,开始出现在高端选配列表里,汽车操作软件应运而生。汽车电子电气架构由分布式向跨域集中式、中央集中式发展,汽车软件也从嵌入式软件开发逐步转向全栈式软件开发。
一辆车内,车载操作系统、车控操作系统、自动驾驶操作系统,即时操作系统、分时操作系统等并线运营,根据不同需求及事件,作出相关反应。由于涉及的操作系统多且复杂,如何捋顺彼此间的“逻辑”,就显得尤为重要。
目前,汽车操作系统最主要的变化集中在三个领域:一是智能座舱,二是传统的零部件,三是中央域控和自动驾驶域控。前两个领域虽然出现了开发难度加大等痛点,但依然有现成的框架和开发方法可供采用。
然而,随着智能化驱动新E/E架构向域控制器升级,采用SOA架构思想的域控制器逐步量产落地,中央域控和自动驾驶域控面临的挑战,势必会诞生一个新的广义汽车操作系统——以中央计算单元和自动驾驶域控为核心、具有一定分布式特征的操作系统,“一个大脑管全身”。
所谓广义操作系统,是指相对于狭义的微内核操作系统(如Linux)而言的、除了内核外还针对开发者提供开发框架以及配套工具链的开发平台,主要面向广大应用的开发者,最具代表性的是Android、Windows。
在这样一个广义的操作系统下,开发者不受限于单个底层操作系统内核,汽车应用层面更开放和丰富。广义操作系统为上层软件、人机交互、数据连接等提供接口和运行环境,操作系统作为硬件和软件的接口起到承上启下的关键作用。
图/广义、狭义操作系统示意图
工信部原部长苗圩曾在某智能汽车大会上,提及关于汽车行业发展的忧虑:“在车用操作系统发展趋势方面,‘缺芯’已被重视,但‘少魂’易被忽视。”言下之意,操作系统是比芯片更加迫切和致命的“灵魂”问题。
迫切点在于,智能化汽车发展趋势朝着“更大众”“更智慧”的方向迈进,但如何人性化地实现人机交互、满足多元化场景需求,目前行业还缺少本土化的操作系统解决方案。
例如自动驾驶操作系统、整车控制操作系统和人车交互操作系统开发非常复杂、工作量极大,但整车企业同时面对加快产品开发节奏、遵循汽车本身的安全性、可靠性等要求,原有的开发架构和方法难以实现更好地支撑。
致命点在于,如果没有中国自主可控的汽车操作系统出现,中国在新能源汽车时代依然会被别人“牵着鼻子走”。
这并不是危言耸听。就目前的情况来看,由于QNX、Android等“一家独大”的底层操作系统与芯片的产业生态的“深度绑定”,开发者拥趸环绕四周,而新出现的底层产品得不到上层芯片、下层应用的生态支持,很难获得进入市场的机会。比如中兴通讯的微内核操作系统、东土科技的控制系操作系统Intewell等。
中国能否诞生自己的车用“Windows”?或将成为国产汽车品牌能否入弯超车的决胜因子。
在中国,重构汽车“内核”当这样的机遇来临,不免令人想到那些抓住「Nowornever」机会、大获成功的一众前辈:
Unix解决了在处理器上开发可以同时运行的应用的问题,奠定了后来包括Linux、以及苹果的Mac OS在内的一系列操作系统的基础;
Win32编程接口(API)解决了在个人电脑上,图形化编程的问题,从而奠定了Windows在PC领域的霸主地位;
Android作为Linux应用最广泛的发行版,使得手机上的应用开发难度大幅度降低,成就了Android在手机领域的统治地位……
不难发现,操作系统的竞争无论有多激烈,最终胜者都会集中在一到两个巨头上——这是市场降低开发成本的“物竞天择”,也在无意间缔造了“强者恒强”“赢者通吃”的局面,如今,智能化汽车操作系统也走到了这样千军万马过独木桥的时刻。
中国汽车企业也用行动给出问题的答案:国产的汽车操作系统,不是没有可能。
在上一个十年,中国抓住了移动互联网风口,切入海量的用户端应用开发,新能源车技术改变了电气架构并且走到了世界前沿,中国市场消费者对新兴科技抱有好奇心和足够高的接纳度,这是中国既有的优势。
可需要解决的问题远不止于此。要构建汽车操作系统,需要硬件(芯片等)、底层系统(标准基础软件及OS)、中间层、应用开发层共同配合,这其中涉及的大量工作,不是一家车企或者系统OS厂商集中发力就能做到的。
出于实用和未来战略布局考虑,系统OS厂商如华为鸿蒙退而求其次,从自己应用端、手机端的开发能力出发,呼朋引伴进入汽车行业,通过C端影响力打造行业号召力。不过这一类厂商大多偏向互联网应用端,没有深入到车内开发、汽车操作系统开发的更深层次。
图/硬件与应用层之间的软件服务,以东软睿驰NeuSARSF为例
相比互联网品牌造车的“只见其声未见其形”,吉利消费端智能化路线已经有了跑通的迹象——创立亿咖通、收购魅族,一边发力自动驾驶系统,一边瞄准手机+车机系统打造智能座舱。
中国底层系统产品虽然不及前者“高调”,但也在不断努力,诞生出多个优秀Tier1、Tier2供应商和嵌入件软件开发商,如东软睿驰、普华基础软件等。
数十年服务于老牌巨头整车厂的经验沉淀,为它们打造了“老牌”的title,毋庸置疑。但在智能网联时代,车企开始使用域控制器,面向中央计算、引入云端资源提供更多的场景化服务时,软件的开发和商业模式已经产生了非常大的变化。
另一边,华为、大疆等伴随着自动驾驶、智能座舱技术成长而起的技术供应商“空降”汽车供应链,不光带来硬件产品,也带来技术服务。
时移世易,Tier1们的优势难再保持惯性。
抛开行业浮动,回归本质,汽车操作系统的使命始终是为了应用开发创造合适的环境,未曾改变。而获得市场成功的操作系统,始终离不开规模庞大的应用开发群体,从而生长出助于自己的生态帝国。
窗口期的桎梏东软睿驰总经理曹斌曾在接受媒体采访时表示,中国汽车操作系统发展需要“发展广义、带动狭义”。
参考形成AUTOSAR一般的汽车开放式架构,在应用层发展广义操作系统,带动狭义操作系统,不失为一种渐进式的解法。但在决策执行层面,还存在很着多障碍。
首先,在“软件定义汽车”新阶段,原有开发应用框架已难以支撑域控制器发展。
在域控制器架构下,自动驾驶软件的开发、整车控制和管理软件开发,以及实现人与车全面互动的人车交互系统的开发。这些软件规模之庞大,体系之复杂前所未有。但软件团队组织所熟知的、能够使用的开发方法还停留在老旧的架构上,导致整车新应用的开发困难重重。
其次,“新旧并存”的开发模式亟待变革。
由于车辆开发本身的复杂性以及深厚的历史积淀,大量既有的方法和工具仍然需要继承,比如动力和底盘等关键部件的开发。这使得新方法的引入既需要解决新问题,又要兼顾老方法。这也就意味着,汽车将会在很长一段时间内“新旧并存”,整车厂、芯片厂等一系列上下游厂家都会在转型之际慎之又慎。