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自动驾驶OS市场的现状及未来

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电动汽车EE架构从分布式演变为集中式,自动驾驶等级从L2向L2 、NOA/NOP乃至L4进化,系统自动驾驶OS(操作系统)的要求也越来越高。而且,自动驾驶与生命安全有关OS对实时性和可靠性的要求远高于车载娱乐系统OS。

OS价值主要在于资源可以更好地分配、调度和存储,但在分布式上EE架构下,各ECU基本上只处理一项单一任务,不需要资源的分配和调度;甚至Mobileye的EyeQ 3和EyeQ 4.也只是跑单任务ASIC,因此,只需处理摄像头的数据,使用Tier 1的MCU就可以了,不需要高性能OS。

MCU代码行数少,流程和功能简单,逻辑不复杂。因此,使用它MCU风险因素很低。

从L2到L4.操作系统对实时性、功能安全和信息安全的要求正在提高。

过去,自动驾驶OS芯片制造商更关注芯片制造商,L4级自动驾驶解决方案公司、特斯拉和大多数汽车公司自动驾驶OS涉猎甚少。

某美国ADAS芯片厂商营销部负责人告诉《九章智驾》:2019年我们问了很多车厂,Tier 1‘你对什么操作系统感兴趣’,结果大家都很困惑,没怎么想。博世很强,感觉很强 RTOS搭配经典AUTOSAR方案挺好的,但是往多摄像头开发,RTOS没人知道它是否可行。

但随着L2 、NOA/NOP等高级自动驾驶功能逐渐成为新车的标准配置,无论是否感兴趣,有进取心的汽车公司都必须努力补充自动驾驶OS课程;个别汽车公司甚至计划自学OS。

所以,目前可用的自动驾驶OS什么?车企所谓自研OS到底是什么意思?基于不同核心的自主研究OS有什么区别?未来自动驾驶OS谁会掌握话语权?

带着这些疑惑,笔者去年11月中旬参加了自动驾驶操作系统论坛,并在会后与黑莓合作QNX IOT大中华区事业部首席代表董渊文、地平线市场拓展与战略规划副总裁李星宇、公众CEO张人杰等人进行了深入交流。

首先,有两个概念需要澄清:狭义OS和广义OS。

车载智能计算平台可大致分为硬件平台和系统软件(硬件抽象层) OS内核 中间件)、功能软件(库组件 中间件)和应用算法软件。OS特指可直接携带在硬件上OS内核;广义OS从下到上包括从BSP、硬件与上层应用之间的所有程序,如操作系统内核、中间件和库组件。

图片摘自微信官方账号筋斗云与自动驾驶

Hypervisor——一种运行在基础物理服务器和操作系统之间的中间软件层,可允许多个操作系统和应用共享硬件,也可叫做VMM( virtual machine monitor ),即虚拟机监视器。Hypervisors是虚拟环境中的元操作系统。它们可以访问所有物理设备,包括磁盘和内存。

BSP(board support package)即板级支撑包,也是介于主板硬件与操作系统之间的一层,主要目的是支撑操作系统,使其在硬件主板上运行得更好。

作为底层操作系统与这些应用程序之间的桥梁,中间件是管理、分配和调度软硬件资源的平台,在软硬件解耦中起着关键作用。

具体来说,中间部件通常抽象传感器、计算平台等资源,模块化管理算法、子系统和功能。通过提供的统一接口,开发人员可以在不了解相关细节的情况下,专注于各自业务层面的开发。这为开发者快速、高效、灵活地开发和集成自动驾驶软件提供了极大的便利。

功能软件包括编程框架等自动驾驶的核心功能模块(如相关算法)TensorFlow、Caffe、PaddlePaddle等)。

自动驾驶OS核心模式相对稳定,主要玩家是QNX(Blackberry)、Linux(开源基金会),VxWorks(风河)OS需要太多的人力物力。目前,基本上没有企业会发展新的OS内核。

现在,不管是Waymo、百度,特斯拉,Mobileye,它仍然是许多自动驾驶初创公司和汽车公司。所谓自主研发自动驾驶OS,在上述现成内核的基础上,开发中间件和应用软件。

由于基于QNX中间件的开发相对简单,受影响QNX基于官方约束,官方约束相对较大Linux开发中间件有很高的技术壁垒,开发者们也可以享有更大的自主权,因此,

华为的AOS,它是基于完全自我研究的OS基于内核Linux对于核心的中间件,外界有两种说法:很多人认为是完全自主研究,但也有很多操作系统领域的从业者认为,AOS仍是基于Linux内核,但对Linux在此基础上,对内核进行了深度切割,增加了一些安全固件和独特的驱动程序,并开发了中间件。

需要强调的是,中间件一词的含义略显模糊——系统软件和功能软件都包含了中间件。企业开发的中间件是哪一个?

图片摘自筋斗云与自动驾驶知乎账号

此外,公众正在开发自己的自动驾驶OS,也是广义的OS。准确地说,是将军Linux、QNX和VxWorks等多个底层OS整合在一起的平台。

以是否优先划分要执行的任务为标准,OS内核可分为分时OS和实时OS两者。前者对每个用户/操作完全公平,不区分任务的紧急性;后者是指在需要执行高优先级紧急任务时,可以在严格的时间限制内抢占切换到任务。

由于安全问题,自动驾驶需要实时驾驶OS。QNX和VxWorks均属于实时OS,但Linux是分布式OS。

标签: 传感器板块强势

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