中國電動汽車百人會|劉宏倩：新一代車用操作系統，從“根”開始

　　近日，由中國電動汽車百人會主辦，清華大學、中國汽車工程學會、中國汽車工業協會、中國汽車技術研究中心、中國汽車工程研究院共同協辦的中國電動汽車百人會論壇（2023）在京舉辦。政府有關部門和汽車、能源、交通、城市、通訊等領域的行業機構和領先企業代表約200位高層嘉賓出席，圍繞全球汽車產業發展形勢、新能源汽車高質量發展路徑、中國智能網聯汽車發展戰略等核心產業鏈供應鏈發展趨勢等多個話題展開討論。

　　        普華基礎軟件總經理劉宏倩在百人會智能汽車論壇發表《新一代車用操作系統，從“根”開始》主題報告。報告指出，智能駕駛操作系統是中國汽車產業缺芯少魂之痛的關鍵，全球范圍內都處于探索期，產品尚未成熟，生態尚未完善，可能存在多種的發展路徑，希望能夠貢獻中國方案和中國智慧。以下為報告實錄整理：

　　        操作系統覆蓋多領域、多場景，分為四類

　　        隨著算力的普及，操作系統也在持續演進，覆蓋了多領域和多場景。對于操作系統的定義與分類，劉宏倩指出，操作系統按照使用場景，可分為四類。第一種是面向控制的操作系統，主要應用在工控領域，具有強實時、高安全、高可靠的特性。第二種是面向人機交互的操作系統，以圖形界面為主，實現了圖形界面人與機器的交互。第三種是面向計算的操作系統，要求具有高吞吐量、高并發等特點，主要應用在高性能計算的大型機、超算、小型機及PC服務器上。第四類是面向人工智能的操作系統，主要服務于人工智能的智能模型，這一類操作系統目前還在探索之中。

　　        智能汽車是已知操作系統的整合體

　　        劉宏倩表示，不同類型的操作系統面向不同領域、不同行業提供不同技術與服務。而我們今天的智能網聯汽車非常厲害，它是已知操作系統整合體。把一輛車打開，從系統的角度可以分為三個域：安全車控域、智能駕駛域、智能座艙域。在安全車控域中，安全是核心的需求，主要使用的是面向控制的操作系統；智能座艙域有兩類操作系統，一類是承載娛樂和高精地圖，面向人機交互的操作系統，另一類是儀表等需要具備高安全、強實時的面向控制的操作系統；智能駕駛域的操作系統主要運行在SoC及AI的芯片上，主流方案是雙內核方案。

　　        她強調，智能駕駛域的操作系統在全球范圍內還處于發展初期，我們今天在談的新一代車用操作系統就是指能夠滿足L3級以上自動駕駛需求的智能駕駛操作系統。從輔助駕駛到自動駕駛，系統將逐漸取代人成為決策的主體。新一代車用操作系統要能夠滿足高安全、強實時、高可靠的特性，并同時滿足智能汽車對高算力芯片、OTA、云端系統與路側設備通信、應用程序的動態部署等需求。

　　       內核是操作系統的核心，基于微內核的混合內核是實現ASIL D車規級功能安全的最優技術路線

　　       內核作為操作系統的核心，負責管理系統的進程、內存、設備驅動程序、文件和網絡系統，決定著操作系統的性能和穩定性，是根技術。劉宏倩介紹目前行業內關于內核的三條技術路線，包括宏內核、微內核和混合內核。其中，宏內核的優勢是高性能，同時耦合度高，但安全性與可擴展性不強。微內核的優點是高安全、高可靠，但缺少生態，不滿足高性能。混合內核本質上是基于微內核路線進行的創新，把一部分與性能相關的模塊放到內核中，通過內核的線程及服務解決混合性能，解決高安全和高性能的問題。她提出，基于微內核的混合內核是實現ASIL D車規級功能安全的最優技術路線。

　　        發展新一代車用操作系統，要從“根”開始

　　        劉宏倩介紹了普華基礎軟件在車用操作系統及微內核方面的工作。并表示，近些年，普華基礎軟件一直探索基于微內核的混合內核技術。普華基礎軟件安全微內核技術的架構，可以支持不同種類的芯片、軟件及工具鏈，微內核基礎服務與系統服務共同組成了操作系統的核心部分。劉宏倩強調，發展新一代車用操作系統，要從“根”開始。

　　        作為中國電科集團發展基礎軟件的重要平臺，普華基礎軟件以服務國家戰略、創造用戶價值為使命，發展出IT通用操作系統和OT車用操作系統兩條業務線。2010年，普華基礎軟件發布了中國第一個車用操作系統產品；2014年，普華基礎軟件車控操作系統首次在長安 CS75車型上實現量產應用，也成為中國車用操作系統領域的里程碑，中國品牌第一次出現在量產車型的供應商名單里。截止2022年5月，普華基礎軟件的車用操作系統累計量產數已經遠超1000萬套。

　　        劉宏倩表示：“軟件產品，尤其是汽車軟件產品，能否量產應用，是重要的衡量指標。中國車用操作系統的量產之路是尤其艱辛的，在這個過程中，國家在政策上給予了大力的支持，我們和整車企業也付出了巨大的努力。”

　　        在企業發展的過程中，普華基礎軟件也非常重視安全、標準與質量工作。2011年，普華基礎軟件牽頭成立了國內首個汽車電子基礎軟件自主研發與產業化聯盟（CASA）；2018年，成為國內首個參與汽車開放系統架構（AUTOSAR）國際標準制定的基礎軟件企業；是國內第一個通過ASPICE 三級，ASIL D最高等級功能安全產品認證的車用基礎軟件企業。

　　        操作系統研發難度大、周期長、成本高，需要開放創新、共建共享

　　        操作系統是一個龐大的系統工程，開發難度大、周期長、成本高，生態建設緩慢，需要長期的投入和不斷的迭代，更需要開放、創新、共建、共享。今年2月，中國汽車工業協會發起的中國車用操作系統開源計劃正式發布，普華基礎軟件貢獻的首個安全微內核開源版本，計劃于5月發布。

　　        劉宏倩講到，過去30年，在全球信息技術領域，Linux通過開源模式成為人類在信息時代的智慧結晶。面向智能時代，汽車產業正在成為新一代科技革命和產業變革的先導性產業，人工智能、大數據、云計算、新一代信息通信技術，都紛紛將汽車產業作為了最佳的應用場景和實踐。

　　        她呼吁汽車產業同仁要保持前瞻性，融入全球化，積極加入中國車用操作系統開源計劃，凝聚產業智慧，創新共享模式，以新一代車用操作系統的根技術作為種子，真正建成新一代中國汽車操作系統根社區，共同為構建智能時代新的人類智慧的結晶貢獻中國力量。