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在汽車行業中，OS一直受整車EE架構的推動，OS的需求亦隨著電子電氣架構的發展應運而生。 2023年9月19日-20日，在蓋世汽車主辦的2023第三屆商用車自動駕駛大會上，上海零念科技有限公司高級業務總監熊婧指出，在汽車電子電氣架構向中央式域控制器演變的過程中，與之適配的OSn也會出現。基于新一代智能汽車操作系統OS3的系統設計，在保證汽車的安全性前提下應該擁有靈活的平臺拓展能力（Scalable），不僅要支持不同車型配置間的拓展，同時也要支持從乘用車平臺拓展到商用車平臺。  熊婧｜上海零念科技有限公司高級業務總監 以下為演講內容整理： 對聚焦安全、時效、高階的商用車智能駕駛而言，在某些維度會具備更嚴苛的系統要求。以下，我將探討從乘用車到商用車的系統拓展。 EE架構和OS的演變之路 行業對汽車電子電氣架構的不同發展階段都很熟悉，從分布式到集中式，最終走向中央域控。與之相應的OS要求從OS1到OS2，到2022年，由于大算力SOC引入整車EE架構，基于面向服務架構SOA的AP應運而生。在向中央域控的演變過程，與之適配的OSn也將出現。  圖源：演講嘉賓材料 總之，OS的需求是隨著電子電氣架構的需求應運而生的。所以研究電子電氣架構的需求有助于我們預先察覺OS的底層需求與痛點，進而在軟件系統的維度提前應對。 回首智能駕駛域控量產的10余年，在乘用車的市場上隨著L2向L2+功能的挺進，高速NOA、城區NOH、代客泊車等功能實現的需求使得智能化發展蒸蒸日上。同樣對商用車而言，最大的智能化需求體現在軟件架構的升級上，即以百兆、千兆以太網為基石的主干通訊網絡，從而實現OTA全域無感升級。 2022年作為域控量產的元年，對乘用車和商用車而言都已經來到下半場。對整車EE架構下半場而言，量產的安全性和降成本是今后的重要維度。 首先是安全性。功能安全、數據安全和失效安全在成熟的乘用車域控系統中是保駕護航的三駕馬車，這三駕馬車同樣適用于商用車系統。對功能安全而言，近期乘用車域控量產實踐中，客戶對流程，以及產品在功能安全的方法論上都做了大量實踐；對數據安全來講，盡管目前業界對數據安全標準還沒有形成共識，但對于軟件模塊，如DDS，我們零念的調度性產品已經能夠支持軟件的數據安全；關于失效安全，對商用車的高階自動駕駛來講，要提高ODD的覆蓋率、提高各種苛刻條件下系統的自動應對能力。因此未來失效安全在商用車領域的應用一定會裹挾我們更多的注意。 其次是降成本。乘用車降成本相對簡單，其更多關注單車成本。只有盡量降低單車成本，提高單車利潤，乘用車相關企業才能活下去。商用車則相對復雜，商用車的成本除了單車成本外，由于具有運營性指標，每公里油耗和人力成本已經占TCO50%以上。因此，對油耗和運營成本的優化是商用車領域持續發展的剛需。 站在OS3域控量產的今天，我們知道系統要在滿足智能化需求的同時，聚焦安全性；還要在量產維度降本增益。未來，乘用車和商用車市場將發生兩件事情：一是整車以太網化。無論是乘用車還是商用車，整車的以太網化都將大幅降低車在組網的負責度、減少線速、減少接插件成本，同時提高裝配率。單看商用車，倘若整車以太網化能夠很快落地，將突破低效帶寬的瓶頸，為數據深度融合提供基礎。 二是節點算力的再平衡。在域控量產背景下，系統中充斥著大量的MCU和高算力SOC，其算力、資源能否在硬件的物理限度下被有效利用是我們持續探索的點。 聚焦量產維度降本，也有兩大趨勢。第一MCU數量的優化；第二SOC算力的榨凈。尤其是商用車相對乘用車有著更苛刻的運營環境，這導致了在硬件的物理限度內提高MCU的資源和算力利用，榨干SOC的算力迫在眉睫。 高安全產品助力下一代EE架構，零念科技的雙子星產品 下一代智能汽車軟件操作系統 OS3 特性包括，第一高安全性，我們必須以安全性為訴求。 第二可拓展性，基礎是兩個維度的解耦。第一個維度的解耦是在同樣的芯片平臺中，需要創建安全可信賴的中間件，對算法、功能提供標準的通信接口、以及調用的接口和實現基本的系統服務，對下接洽BSW層，以及傳感器硬件抽象層。第二個是在橫向維度，中間件的軟件需要對核心芯片平臺進行無縫移植。 第三面向服務架構，從全面的面向信號到面向服務的轉變。 第四我們的操作系統是開放的，是生態合作的。 針對以上特性，我們有一對“雙子星產品”。第一個是確定性調度產品。在域控系統中，如果說普通系統向公路系統是個無序的、時常堵塞的系統。那經過確定性實時系統，我們希望它像鐵路系統一樣精準可靠。 首先是確定性時間調度。現實情況往往引入高度復雜的任務流程，時間觸發調度的計算鏈可以妥善管理許多相互依存、相互排斥的任務，通過時間確定性確保系統的安全。 除了時間觸發的確定性調度，確定性調度產品還有數據觸發、事件觸發。對數據觸發而言，假設把CPU80%的負載設置為數據觸發條件，我們可以預定義好當達到前置條件時，系統該做何反應，以此進行對系統的有效控制；事件觸發更多是進行故障，場景定義。不管是時間觸發，數據觸發，還是事件觸發，殊途同歸，都是為了防止無效堵塞，在線程導致系統崩潰做確定性的解決。 第二個是確定性通信產品PowerDC。主要是為了達成在MCU端與SOC端進行可靠、安全通信的目的，可以支持多種傳輸介質，如以太網、SPI、RPC等。 我們希望在以太網化的明天，我們的確定性通訊的產品可以有效的替代CAN的通訊，以及其他通訊的方式，從而有助于整個通訊系統的可靠性。亦可以根據系統設計需要，支持備份數據鏈路， 滿足功能安全系統設計需求。 值得注意的是，由于確定性通訊產品在SOC側搭建的環境與MCU側相同，它可以將部分在MCU側的SWC無縫移植到SOC側進行執行，這對系統的有序或資源的有效利用無疑是很大的助力。 我們從整車的架構開始梳理產品的應用場景和痛點解決，發現對軟件來講，需要關注域通信、域調度，以確保在實現智能化的同時，保證安全性和成本。 在確定性通信與確定性調度產品中，在整車落地的場景，如整車以太網化、MCU算力釋放，充分榨取SOC算力，能夠克服延時的風險，提高CPU的利用率，實現高負載下的系統安全可靠。 關于零念 零念科技成立于2021年，專注于智能駕駛平臺軟件，具有完全自主知識產權的底層和中間件軟件技術，構建底層數據與應用平臺之間高可靠性、高安全性、高實時性的互聯互通，為智能汽車和智能駕駛提供完全自主可控的操作系統、高度可擴展的安全基礎軟件平臺和定制化解決方案。 我們相信量產是檢驗智能軟件平臺的試金石，零念致力于在硬件的物理極限下，榨干所有的SOC和MCU的算力，這是我們在產業鏈上的核心價值。帶著量產與核心價值的初心，我們希望持續為產業做貢獻，更好地服務于合作伙伴和客戶。 （以上內容來自上海零念科技有限公司高級業務總監熊婧于2023年9月19日-20日在2023第三屆商用車自動駕駛大會發表的《從乘用車到商用車的系統拓展路徑》主題演講。） |
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