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在汽車行業(yè)中，OS一直受整車EE架構(gòu)的推動(dòng)，OS的需求亦隨著電子電氣架構(gòu)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)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(dòng)駕駛大會(huì)上，上海零念科技有限公司高級(jí)業(yè)務(wù)總監(jiān)熊婧指出，在汽車電子電氣架構(gòu)向中央式域控制器演變的過(guò)程中，與之適配的OSn也會(huì)出現(xiàn)。基于新一代智能汽車操作系統(tǒng)OS3的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在保證汽車的安全性前提下應(yīng)該擁有靈活的平臺(tái)拓展能力（Scalable），不僅要支持不同車型配置間的拓展，同時(shí)也要支持從乘用車平臺(tái)拓展到商用車平臺(tái)。

熊婧｜上海零念科技有限公司高級(jí)業(yè)務(wù)總監(jiān)

以下為演講內(nèi)容整理：

對(duì)聚焦安全、時(shí)效、高階的商用車智能駕駛而言，在某些維度會(huì)具備更嚴(yán)苛的系統(tǒng)要求。以下，我將探討從乘用車到商用車的系統(tǒng)拓展。

EE架構(gòu)和OS的演變之路

行業(yè)對(duì)汽車電子電氣架構(gòu)的不同發(fā)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(yīng)的OS要求從OS1到OS2，到2022年，由于大算力SOC引入整車EE架構(gòu)，基于面向服務(wù)架構(gòu)SOA的AP應(yīng)運(yùn)而生。在向中央域控的演變過(guò)程，與之適配的OSn也將出現(xiàn)。

圖源：演講嘉賓材料

總之，OS的需求是隨著電子電氣架構(gòu)的需求應(yīng)運(yùn)而生的。所以研究電子電氣架構(gòu)的需求有助于我們預(yù)先察覺OS的底層需求與痛點(diǎn)，進(jìn)而在軟件系統(tǒng)的維度提前應(yīng)對(duì)。

回首智能駕駛域控量產(chǎn)的10余年，在乘用車的市場(chǎng)上隨著L2向L2+功能的挺進(jìn)，高速NOA、城區(qū)NOH、代客泊車等功能實(shí)現(xiàn)的需求使得智能化發(fā)展蒸蒸日上。同樣對(duì)商用車而言，最大的智能化需求體現(xiàn)在軟件架構(gòu)的升級(jí)上，即以百兆、千兆以太網(wǎng)為基石的主干通訊網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)OTA全域無(wú)感升級(jí)。

2022年作為域控量產(chǎn)的元年，對(duì)乘用車和商用車而言都已經(jīng)來(lái)到下半場(chǎng)。對(duì)整車EE架構(gòu)下半場(chǎng)而言，量產(chǎn)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(shù)據(jù)安全和失效安全在成熟的乘用車域控系統(tǒng)中是保駕護(hù)航的三駕馬車，這三駕馬車同樣適用于商用車系統(tǒng)。對(duì)功能安全而言，近期乘用車域控量產(chǎn)實(shí)踐中，客戶對(duì)流程，以及產(chǎn)品在功能安全的方法論上都做了大量實(shí)踐；對(duì)數(shù)據(jù)安全來(lái)講，盡管目前業(yè)界對(duì)數(shù)據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)還沒有形成共識(shí)，但對(duì)于軟件模塊，如DDS，我們零念的調(diào)度性產(chǎn)品已經(jīng)能夠支持軟件的數(shù)據(jù)安全；關(guān)于失效安全，對(duì)商用車的高階自動(dòng)駕駛來(lái)講，要提高ODD的覆蓋率、提高各種苛刻條件下系統(tǒng)的自動(dòng)應(yīng)對(duì)能力。因此未來(lái)失效安全在商用車領(lǐng)域的應(yīng)用一定會(huì)裹挾我們更多的注意。

其次是降成本。乘用車降成本相對(duì)簡(jiǎn)單，其更多關(guān)注單車成本。只有盡量降低單車成本，提高單車?yán)麧?rùn)，乘用車相關(guān)企業(yè)才能活下去。商用車則相對(duì)復(fù)雜，商用車的成本除了單車成本外，由于具有運(yùn)營(yíng)性指標(biāo)，每公里油耗和人力成本已經(jīng)占TCO50%以上。因此，對(duì)油耗和運(yùn)營(yíng)成本的優(yōu)化是商用車領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展的剛需。

站在OS3域控量產(chǎn)的今天，我們知道系統(tǒng)要在滿足智能化需求的同時(shí)，聚焦安全性；還要在量產(chǎn)維度降本增益。未來(lái)，乘用車和商用車市場(chǎng)將發(fā)生兩件事情：一是整車以太網(wǎng)化。無(wú)論是乘用車還是商用車，整車的以太網(wǎng)化都將大幅降低車在組網(wǎng)的負(fù)責(zé)度、減少線速、減少接插件成本，同時(shí)提高裝配率。單看商用車，倘若整車以太網(wǎng)化能夠很快落地，將突破低效帶寬的瓶頸，為數(shù)據(jù)深度融合提供基礎(chǔ)。

二是節(jié)點(diǎn)算力的再平衡。在域控量產(chǎn)背景下，系統(tǒng)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(xù)探索的點(diǎn)。

聚焦量產(chǎn)維度降本，也有兩大趨勢(shì)。第一MCU數(shù)量的優(yōu)化；第二SOC算力的榨凈。尤其是商用車相對(duì)乘用車有著更苛刻的運(yùn)營(yíng)環(huán)境，這導(dǎo)致了在硬件的物理限度內(nèi)提高M(jìn)CU的資源和算力利用，榨干SOC的算力迫在眉睫。 

高安全產(chǎn)品助力下一代EE架構(gòu)，零念科技的雙子星產(chǎn)品

下一代智能汽車軟件操作系統(tǒng) 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(chǔ)是兩個(gè)維度的解耦。第一個(gè)維度的解耦是在同樣的芯片平臺(tái)中，需要?jiǎng)?chuàng)建安全可信賴的中間件，對(duì)算法、功能提供標(biāo)準(zhǔn)的通信接口、以及調(diào)用的接口和實(shí)現(xiàn)基本的系統(tǒng)服務(wù)，對(duì)下接洽BSW層，以及傳感器硬件抽象層。第二個(gè)是在橫向維度，中間件的軟件需要對(duì)核心芯片平臺(tái)進(jìn)行無(wú)縫移植。 

第三面向服務(wù)架構(gòu)，從全面的面向信號(hào)到面向服務(wù)的轉(zhuǎn)變。

第四我們的操作系統(tǒng)是開放的，是生態(tài)合作的。

針對(duì)以上特性，我們有一對(duì)“雙子星產(chǎn)品”。第一個(gè)是確定性調(diào)度產(chǎn)品。在域控系統(tǒng)中，如果說(shuō)普通系統(tǒng)向公路系統(tǒng)是個(gè)無(wú)序的、時(shí)常堵塞的系統(tǒng)。那經(jīng)過(guò)確定性實(shí)時(shí)系統(tǒng)，我們希望它像鐵路系統(tǒng)一樣精準(zhǔn)可靠。

首先是確定性時(shí)間調(diào)度。現(xiàn)實(shí)情況往往引入高度復(fù)雜的任務(wù)流程，時(shí)間觸發(fā)調(diào)度的計(jì)算鏈可以妥善管理許多相互依存、相互排斥的任務(wù)，通過(guò)時(shí)間確定性確保系統(tǒng)的安全。

除了時(shí)間觸發(fā)的確定性調(diào)度，確定性調(diào)度產(chǎn)品還有數(shù)據(jù)觸發(fā)、事件觸發(fā)。對(duì)數(shù)據(jù)觸發(fā)而言，假設(shè)把CPU80%的負(fù)載設(shè)置為數(shù)據(jù)觸發(fā)條件，我們可以預(yù)定義好當(dāng)達(dá)到前置條件時(shí)，系統(tǒng)該做何反應(yīng)，以此進(jìn)行對(duì)系統(tǒng)的有效控制；事件觸發(fā)更多是進(jìn)行故障，場(chǎng)景定義。不管是時(shí)間觸發(fā)，數(shù)據(jù)觸發(fā)，還是事件觸發(fā)，殊途同歸，都是為了防止無(wú)效堵塞，在線程導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰做確定性的解決。 

第二個(gè)是確定性通信產(chǎn)品PowerDC。主要是為了達(dá)成在MCU端與SOC端進(jìn)行可靠、安全通信的目的，可以支持多種傳輸介質(zhì)，如以太網(wǎng)、SPI、RPC等。

我們希望在以太網(wǎng)化的明天，我們的確定性通訊的產(chǎn)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(gè)通訊系統(tǒng)的可靠性。亦可以根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要，支持備份數(shù)據(jù)鏈路， 滿足功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求。

值得注意的是，由于確定性通訊產(chǎn)品在SOC側(cè)搭建的環(huán)境與MCU側(cè)相同，它可以將部分在MCU側(cè)的SWC無(wú)縫移植到SOC側(cè)進(jìn)行執(zhí)行，這對(duì)系統(tǒng)的有序或資源的有效利用無(wú)疑是很大的助力。

我們從整車的架構(gòu)開始梳理產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)景和痛點(diǎn)解決，發(fā)現(xiàn)對(duì)軟件來(lái)講，需要關(guān)注域通信、域調(diào)度，以確保在實(shí)現(xiàn)智能化的同時(shí)，保證安全性和成本。

在確定性通信與確定性調(diào)度產(chǎn)品中，在整車落地的場(chǎng)景，如整車以太網(wǎng)化、MCU算力釋放，充分榨取SOC算力，能夠克服延時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)，提高CPU的利用率，實(shí)現(xiàn)高負(fù)載下的系統(tǒng)安全可靠。

關(guān)于零念

零念科技成立于2021年，專注于智能駕駛平臺(tái)軟件，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的底層和中間件軟件技術(shù)，構(gòu)建底層數(shù)據(jù)與應(yīng)用平臺(tái)之間高可靠性、高安全性、高實(shí)時(shí)性的互聯(lián)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(tǒng)、高度可擴(kuò)展的安全基礎(chǔ)軟件平臺(tái)和定制化解決方案。

我們相信量產(chǎn)是檢驗(yàn)智能軟件平臺(tái)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?cè)诋a(chǎn)業(yè)鏈上的核心價(jià)值。帶著量產(chǎn)與核心價(jià)值的初心，我們希望持續(xù)為產(chǎn)業(yè)做貢獻(xiàn)，更好地服務(wù)于合作伙伴和客戶。

（以上內(nèi)容來(lái)自上海零念科技有限公司高級(jí)業(yè)務(wù)總監(jiān)熊婧于2023年9月19日-20日在2023第三屆商用車自動(dòng)駕駛大會(huì)發(fā)表的《從乘用車到商用車的系統(tǒng)拓展路徑》主題演講。）