在智能汽車+電動汽車的浪潮下，「軟件定義汽車」的理念已經(jīng)成為很多廠家的共識，未來決定汽車個性化差異的不再是馬力大小、座椅材質(zhì)、底盤軟硬等，而應(yīng)該是人工智能、大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)的綜合體。
要想實現(xiàn)這一切，就要給汽車安裝一個或者多個操作系統(tǒng)。
操作系統(tǒng)（Operating System, OS）就像一個政府，它除了負(fù)責(zé)管理和調(diào)度汽車的硬件/軟件資源，還向外提供了一些列接口，讓開發(fā)人員或者其它軟件來使用。
實時操作系統(tǒng) VS 分時操作系統(tǒng)
一輛汽車上存在著上百個控制器，包括發(fā)動機、變速箱、電動機、ESP，也包括中控大屏、車機系統(tǒng)、車道輔助等。
根據(jù)被控對象的不同，這些控制器大概可以分為兩類：
1)?汽車電子控制
通過直接向執(zhí)行機構(gòu)（如電子閥門、繼電器開關(guān)、執(zhí)行馬達等）發(fā)送指令，以控制發(fā)動機、變速箱、動力電池等協(xié)同工作的系統(tǒng)。
這類系統(tǒng)對實時性的要求非常高，而且一般都會有功能安全等級的需求。
2) 車載電子設(shè)備
例如儀表、中控、抬頭顯示（HUD）、流媒體后視鏡等。
這類系統(tǒng)一般與用戶體驗相關(guān)，不直接參與汽車行駛的控制決策，對車輛行駛性能和安全影響較小。
兩類硬件對實時性的要求不一樣，通常需要兩種操作系統(tǒng)來控制，分別是實時操作系統(tǒng)（Real Time Operating System，RTOS）和分時操作系統(tǒng)（Time-sharing Operating System）。
1) 實時操作系統(tǒng)
實時操作系統(tǒng)是指當(dāng)外界事件或數(shù)據(jù)產(chǎn)生時，能夠接受并以足夠快的速度予以處理，其處理的結(jié)果又能在規(guī)定的時間之內(nèi)來控制生產(chǎn)過程，或者對處理系統(tǒng)作出快速響應(yīng)，并控制所有實時任務(wù)協(xié)調(diào)一致運行的操作系統(tǒng)。
常見的 RTOS 有 QNX、VxWorks、MontaVista 等。
2) 分時操作系統(tǒng)
分時操作系統(tǒng)是一種聯(lián)機的多用戶交互式的操作系統(tǒng)。一般采用時間片輪轉(zhuǎn)的方式使一臺計算機為多個終端服務(wù)，對每個用戶能保證足夠快的響應(yīng)時間，并提供交互會話能力。
常見的分時操作系統(tǒng)有 Windows、iOS、Android 等。
舉個例子：
- 對于安全氣囊控制器來說，由于這是與安全相關(guān)的關(guān)鍵功能，極小的時間誤差（太早或太遲）都會產(chǎn)生災(zāi)難性后果，甚至導(dǎo)致人員傷亡，所以必須使用實時操作系統(tǒng)；
- 對于車載終端來說，我們可能需要一邊打電話，一邊進行實時導(dǎo)航，所以使用分時操作系統(tǒng)。
硬件虛擬化技術(shù)
一輛汽車上眾多硬件設(shè)備的應(yīng)用場景不同，對實時性的要求也不同，所以往往需要使用多個操作系統(tǒng)來相互配合。為了解決一套硬件安裝多個操作系統(tǒng)的問題，后來 QNX 推出了一種硬件虛擬化技術(shù)，叫做 Hypervisor。
QNX 是 Blackberry（黑莓）推出的一款實時操作系統(tǒng)。
虛擬化技術(shù)其實就是虛擬機，和我們在電腦上使用的 VMware、VirtualBox 是一個道理。
Hypervisor 的出現(xiàn)使得“多系統(tǒng)”的概念成為了可能，只要資源足夠，我們就可以在控制器上安裝多種不同種類、不同供應(yīng)商的操作系統(tǒng)來滿足上層功能的需求。
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常用操作系統(tǒng)
從全球來看，目前汽車底層操作系統(tǒng)格局較為穩(wěn)定，主要玩家有三個，分別是：
- Blackberry 公司的 QNX；
- 開源基金會的 Linux；
- Google 公司的 Android。
對于座艙域這類對功能安全和信息安全要求較低的控制器，國內(nèi)多是基于 Android/AliOS 進行開發(fā)，國外多是基于 Linux 進行開發(fā)。
而對于有較高安全性和實時性要求的自動駕駛控制器，目前一般基于 Linux/QNX 進行開發(fā)。
1) QNX
QNX 是一款微內(nèi)核、嵌入式、非開源、安全實時的操作系統(tǒng)。
QNX 內(nèi)核小巧，運行速度極快，具有獨特的微內(nèi)核架構(gòu)，安全和穩(wěn)定性很高，是全球首款通過 ISO26262 ASIL-D 安全認(rèn)證的實時操作系統(tǒng)，常用于安全穩(wěn)定性要求較高的數(shù)字儀表中。
QNX 市場份額超過 50%，通用、奧迪、寶馬、保時捷等國際大廠都在使用 QNX。
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2) Linux
Linux 是一款開源、功能更強大的操作系統(tǒng)。Linux 具有內(nèi)核緊湊高效等特點，可以充分發(fā)揮硬件的性能。
Linux 與 QNX 相比最大優(yōu)勢在于開源，具有很強的定制開發(fā)靈活度。我們通常說的「基于 Linux 開發(fā)新的操作系統(tǒng)」是指基于 Linux Kernel（內(nèi)核）進一步集成中間件、桌面環(huán)境和部分應(yīng)用軟件。
Linux 功能較 QNX 更強大，組件也更為復(fù)雜，因此 Linux 常用于支持更多應(yīng)用和接口的信息娛樂系統(tǒng)中。
AGL（Automotive Grade Linux）是一個協(xié)作性開源項目，它將汽車制造商，供應(yīng)商和技術(shù)公司召集在一起，以加速開發(fā)和采用針對互聯(lián)汽車的完全開放的軟件堆棧。
AGL 以 Linux 為核心，正在從頭開始開發(fā)一個開放平臺，該平臺可以用作事實上的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以實現(xiàn)新功能和新技術(shù)的快速開發(fā)。
AGL 早期主要為豐田、本田、日產(chǎn)等日系廠商，隨著 2019 年大眾、現(xiàn)代汽車的加入，AGL 勢力規(guī)模逐漸壯大。截至 2020 年 3 月，國內(nèi)已有中國移動、上汽集團、德賽西威、中科創(chuàng)達等公司加入了 AGL，成員總數(shù)超過 150 個。
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3) Android
Android 是由 Google 公司和開放手機聯(lián)盟基于 Linux 開發(fā)的操作系統(tǒng)，被稱為基于 Linux 開發(fā)的最成功的產(chǎn)品之一。
Linux 應(yīng)用生態(tài)最為豐富，主要應(yīng)用于移動設(shè)備。
Android 手機上的 APP 不需要經(jīng)過大的修改就可以應(yīng)用在車機上，有利于國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)廠商切入汽車領(lǐng)域，快速建立起車載軟件生態(tài)。尤其是各大互聯(lián)網(wǎng)巨頭、自主品牌、造車新勢力紛紛基于 Android 進行定制化改造，推出了自己的汽車操作系統(tǒng)，如阿里 AliOS、百度小度車載 OS、比亞迪 DiLink、蔚來 NIO OS、小鵬 Xmart OS 等。
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下面三種操作系統(tǒng)的對比表格：
| 操作 系統(tǒng) |
份額 | 優(yōu)勢 | 劣勢 | 合作廠商與供應(yīng)商 |
|---|---|---|---|---|
| QNX | 約 50% ? |
安全性和穩(wěn)定性極高，符合車規(guī)級要 求 |
商業(yè)軟件，需要授權(quán)費用，只應(yīng)用在較高端車型上 | 通用、克萊斯勒、凱迪拉克、雪佛蘭、雷克薩斯、路虎、保時捷、奧迪、寶馬、大陸、博士等 |
| Linux | 約 20% ? |
免費+靈活 | 應(yīng)用生態(tài)不完善，技術(shù)支持差 | 豐田、日產(chǎn)、特斯拉 |
| Android | 目前 較低 |
開源，有強大的移動生態(tài)環(huán)境 | 安全性較差，無法適配儀表盤等安全要求高的部件 | 奧迪、通用、蔚來、小鵬、吉利、比亞迪、英偉達等 |
| Win CE | 約 16% ? |
Windows 應(yīng)用開發(fā)便利 | 即將退出歷史舞臺 | 福待 Sync 1、Sync 2 等 |
下面是各家汽車品牌所使用的操作系統(tǒng)一覽表：文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-430286.html
| 汽車品牌 | 操作系統(tǒng) |
|---|---|
| Audi | QNX |
| BMW | QNX |
| Chery | Microsoft、Linux、QNX |
| Ford | Microsoft |
| Geely | Microsoft、Linux |
| GM | Microsoft、QNX、VxWorks、MontaVista、Linux、MicrolTRON |
| Honda | Microsoft、MicrolTRON |
| Hyundai | QNX |
| Mercedes-Benz | Micnwoft、QNX |
| Nissan | MicrolTRON、VxWorks |
| PSA | Microsoft |
| SAIC Roewe | Microsoft、QNX、Android |
| Toyota | MicrolTRON |
| VW | Microsoft、QNX、VxWorks、MontaVista |
總結(jié)
車載操作系統(tǒng)是“軟件定義汽車”的基石，是應(yīng)用功能的平臺。狹義的操作系統(tǒng)格局已定，各家玩家正基于已有的平臺，努力打造個性化的標(biāo)簽。
我相信未來一定會出現(xiàn)一個類似于 Apple store 的汽車 APP 商店，每個消費者都可以訂閱自己的想要的服務(wù)，實現(xiàn)「汽車 = 大手機 + 4個輪子」的愿景。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-430286.html
到了這里，關(guān)于【汽車電子】5分鐘了解汽車操作系統(tǒng)（科普篇）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
