五千字说清汽车基础软件及国产现状

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还记得在纯电车浪潮之前，那会儿现在叫的基础软件还叫底层软件，而且比较简单，也就包括芯片和外设的驱动、诊断和通信这些功能，那时大部分的控制器还没有引入OS，一个简单的while(1)解决。

在纯电和智能座舱、自动驾驶浪潮后，域控制器、中央计算单元、SOC引入汽车行业，再加上AUTOSAR标准越来越被行业接受，基础软件的叫法也越来越多。

汽车基础软件是啥呢义来看，是用于实现汽车系统软硬件解耦，与用户应用功能无关，但提供汽车系统服务的一系列支撑的软件集合。通俗点讲就是板级芯片驱动、车载操作系统、Hypervisor和中间件。

操作系统的概念大家多少有点了解，常用的就是ISO、Andriod系统，其主要提供任务管理、进程访问、中断处理、内存管理、文件系统等功能，满足用于实时性、安全性等需求。现在车载中常用的操作系统就是QNX、Linux和Android。

**QNX是一个微内核、非开源、安全实时的操作系统。**QNX系统是由加拿大QSSL公司开发，后在2004年被哈曼国际收购，2010年又转手到黑莓。由于QNX是微内核架构，所以内核就很小，只有几十KB。驱动程序、文件系统、 络协议栈、应用程序都在微内核之外的受保护的内存中运行，这样可以实现组件间的相互独立，避免踩内存导致的内核崩溃。这也是其安全性高、稳定性好、不易受病毒破坏的原因。另外QNX也是首款通过ISO26262 ASIL-D安全认证的实时操作系统。

但是由于其封闭性，导致应用生态比较弱，而且开发难度很大，还有就是授权费很高昂，举个例子，当你在使用QNX系统做开发时，遇到一些疑问时，想问一下技术支持，这个都是按小时收费的，而且费用很贵。

因此其常用在仪表、自动驾驶等对安全性要求很高的控制器上，下图是QNX系统的软件架构。

从主机厂选择信息娱乐系统的操作系统来看，国外主机厂偏向于基于Linux，而国内主机厂偏向于用Android，比如比亚迪的Dilink，小鹏的Xsmart OS，蔚来的NIO OS等都是基于Android来打造的，这些仅仅是更改上层应用，而不会更改内核相关的。

从上图可以看出，在车载操作系统领域，基本全是国外的，国内如何在该领域逐渐自研，掌握核心技术，首先这个肯定很难，毕竟QNX和Linux在操作系统领域已经积累的几十年。从头做基本是不可能。国内现在做自研操作系统的，基本都是基于Linux，然后逐步实现的，毕竟这么好的开源资源，为啥不用，强如Google不都是基于Linux来做的嘛，苹果的IOS也是基于UNIX来做的。

国内目前也有几家企业在从事操作系统的开发，比如国汽智控打造的ICVOS，支持自主可控的主流芯片以硬件平台，支持L~L4及泊车等自动驾驶应用定制化开发。

Hypervisor又名虚拟机，虚拟机主要是支持不同操作系统，这里有两种类型，第一种为虚拟机直接运行在物理硬件之上，第二种是虚拟机运行于另一个操作系统之中，比如你在window电脑上，装个VMware虚拟机，然后再在该虚拟机上装个Ubuntu，或者其他系统。

通过虚拟机技术，可以支持一芯多屏，比如中控屏幕与仪表、HUD采用一颗SOC，同时处理不同屏幕所需的任务，并推送到各个显示区。

一汽集团、东软和英特尔联合发布智能座舱平台 C4-Alfus，已在红旗车型中投产，德赛西威基于高通 820A 车载芯片为理想 ONE 车型打造四屏互动的智能座舱方案。国内主机厂都在试图往“一芯多屏”的智能座舱方案上过渡。

一芯多屏可以降低智能座舱方案的成本，二是多屏交互的信息在芯片内部完成，传输更顺畅，通信时间比之前大大降低，之前多个操作系统之间通过 CAN、以太 等外部总线通信方式，最后一芯多屏系统复杂度降低，芯片等器件数量减少，整体可靠性也有所增加。

目前达到车规级、且实现量产的虚拟机产品包括QNX的Hypervisor、风河的Vxworks、Green Hills的INTERGITY Muitivisor，Mentor的Graphics Embedded Hypervisor等。主流的还是QNX的Hypervisor。

国内目前阿里旗下的斑马智行在自研虚拟机技术，名称为AliOS Hypervisor。

AUTOSAR是目前最常见和最常用的中间件方案，可提供控制器通信、诊断、OS等各种功能。AUTOSAR仅是一个标准，需要完全实现AUTOSAR，需要购买第三方公司做好的AUTOSAT工具链，头部三大厂商分别是Vector、 EB、ETAS，Classical和Adaptive AUTOSAR工具都可以提供。例如EB的tresos、Vector的达芬奇、ETAS的ISOLAR为classical AUTOSAR的开发工具，EB的Corbos Studio、vector的Davinci Adaptive、etas的RTA-VRTE AP为Adaptive AUTOSAR开发工具。

目前国内也有很多公司在从事AUTOSAR 中间件的开发，比较大的是东软睿驰、普华基础软件。其余有经纬恒润、华为、斑马智行、超星未来、映驰科技、未动科技、零念科技、上海赫千、国汽智控、成都道伟。

普华基础软件是中国电子科技集团下的子公司，其成立于2011年，其汽车电子事业部自成立以来一直从事AUTOSAR基础软件的开发，AUTOSAR基础软件开发和技术服务团队人员约70人。其自主研发推出的AUTOSAR工具链为ORIENTAIS AUTOSAR，能为用户提供了操作系统、底层驱动、通信协议栈、诊断协议栈、 络管理、测量标定、复杂驱动、Bootloader 、FOTA 、功能安全、信息安全等基础软件模块及集成开发环境。早在大概在2011年的时候，普华的产品通过了德国奔驰技术中心的测试和认证， 2013年就与长安汽车合作，将国产AUTOSAR应用到量产车型CS75上，2015年我们拿到Automotive SPICE 3级认证，2020年5月，普华的AUTOSAR OS获得莱茵颁发的 ISO 26262 ASIL D的产品认证证书。

2021年AUTOSAR中国日上，普华发布了其新一代面向Adaptive AUTOSAR产品。

与其他工具厂商一样，NeuSAR ccore涵盖了Classical AUTOSAR标准里规定的模块，其中OS、RTE、E2E、WDGM等模块还通过了功能安全ISO26262 ASILD的认证，可以适配主流的英飞凌Aurix系列，恩智浦的MPC56、57、S32的部分产品，瑞萨的RH850系列等，另外国产芯驰的芯片也支持。

用于Adaptive AUTOSAR开发的NeuSAR acore目前也比较完善了，支持系统功能组件、通信功能组件(支持SOME/IP和DDS)、安全功能组件、诊断和日志组件等。其适配的操作系统有主流用Linux和QNX。适配硬件平台也很多，包括NXP的S32V和G，IMX6和8，TI的TDA4，Renesas的R-Car H3，Xilinx的Zynq UltraScale+，安霸的CV22，芯驰的G9X以及NVIDIA的Jetson-AGX等，覆盖面已经很广了，除此之外，对于特定的平台，还有额外的配置、代码生成、编译等工具支持，比如瑞萨、安霸、FPGA和英伟达。

今年4月，东软推出针对域控制器的软件开发平台——NeuSAR DS（Domain System），其有机地将AUTOSAR CP和AUTOSAR AP、SOA中间件、底层文件系统的支持等融合到一起。针对域控制器的应用提供一个完整一体化的软件包、工具链和开发环境。这样主机厂和Tier-1供应商既可以将其快速应用于量产项目，也可以通过使用在主流芯片平台上的NeuSAR DS原型开发系统，甚至直接采用NeuSAR DS的虚拟化版本，快速启动面向SOA的应用软件开发。极大地缩短开发周期，节省开发成本。

在汽车行业电动化、智能化、 联化的浪潮下，相较于燃油汽车时代，拼的是机械功底以及工艺功底，在智能 联汽车时代，拼的更多的是软件，不管是操作系统，还是中间件、AUTOSAR等基础软件，都能看到国产厂商的身影，虽然当前国内厂商的产品与国际主流产品还有一定差距，但是在随着国产产品的不断迭代，越来越强肯定是没问题的。

参考文章：https://www.greenstonesoft.com/newsinfo/2339656.htmlhttps://zhuanlan.zhihu.com/p/406012043m_source=wechat_session&utm_medium=social&utm_oi=44796261433344https://zhuanlan.zhihu.com/p/488457744m_source=wechat_session&utm_medium=social&utm_oi=44796261433344亿欧的基础软件 告等