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把航空和IT技術(shù)帶入汽車, 風(fēng)河OS為“軟件定義汽車”賦能

作者:王瑩 時間:2024-06-13 來源:EEPW 收藏

2024年4月底,在第十八屆北京車展前夕,致力于使出行更安全、更綠色、更互聯(lián)的全球科技公司安波福舉辦了“融合·智行”媒體技術(shù)分享會,推出針對中國本土市場的新一代全棧式軟硬件平臺和產(chǎn)品,助力整車廠商加速將“”變?yōu)楝F(xiàn)實。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202406/459827.htm

會上,安波福的子公司——系統(tǒng)公司也首發(fā)了一系列產(chǎn)品技術(shù),包括VxWorks汽車方案、Helix虛擬化平臺、容器技術(shù)等,并宣布首次在本地主機廠部署云原生開發(fā)工具鏈等消息。

汽車業(yè)對OS 平臺有何特殊要求?以VxWorks 為代表的RTOS(實時)和Linux 相比,各自的優(yōu)勢是什么,哪個將會統(tǒng)領(lǐng)汽車的未來?為此,EEPW 記者訪問了系統(tǒng)中國區(qū)總經(jīng)理鄒露君先生。

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圖1 系統(tǒng)中國區(qū)總經(jīng)理鄒露君在發(fā)布會上

1 汽車業(yè)的特點

風(fēng)河關(guān)注關(guān)鍵任務(wù)型市場。從風(fēng)河角度看,汽車目前有兩大技術(shù)趨勢:①自動化的快速發(fā)展。自動化技術(shù)及自動駕駛技術(shù)需要可確定性和功能安全的。②隨著電子電氣架構(gòu)的演進,中央化、域融合的趨勢需要強大的軟件。

為此,邊緣和云端都需要滿足汽車市場需求的平臺。2022 年初,安波福收購了風(fēng)河公司。風(fēng)河此前在航空航天、工業(yè)等行業(yè)有很強的根基,收購后,風(fēng)河更多地了解了汽車用戶的需求,并把其他行業(yè)的成功經(jīng)驗導(dǎo)入,專門定制了滿足汽車市場需求的產(chǎn)品。

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圖2 風(fēng)河的邊緣和云端解決方案

2 邊緣端:“飛機大腦”附身“汽車軀體”

風(fēng)河主要瞄準關(guān)鍵任務(wù)型市場。風(fēng)河的策略是首先選擇一個注重可確定性、功能安全和實時響應(yīng)的細分市場,例如航空業(yè),然后投資開發(fā)滿足這個市場的產(chǎn)品。之后,再把這個市場的成功經(jīng)驗復(fù)制到其他市場,這就是后來向工業(yè)、電信、汽車業(yè)做拓展的原因。航空領(lǐng)域是風(fēng)河最大的業(yè)務(wù)。例如我國第一架國產(chǎn)大飛機C919就主要采用了風(fēng)河的操作系統(tǒng)。此次,風(fēng)河把其王牌產(chǎn)品——在航空業(yè)久經(jīng)驗證的VxWorks 延伸到了汽車業(yè)。

2.1 首發(fā)VxWorks汽車方案

風(fēng)河在傳統(tǒng)的航空領(lǐng)域非常強的VxWorks 操作系統(tǒng)上首發(fā)汽車解決方案,并且直接在國產(chǎn)芯片上啟動了部署。新的汽車解決方案強化了汽車功能。例如對ADAS做了增強,增加了ADAS 的開源庫;包含了附加POSIX合規(guī)的API和OS API; 同時把AUTOSAR Classic MCAL納入標準產(chǎn)品之中。這使得汽車客戶之前為車載開發(fā)的一些應(yīng)用軟件,可以非常輕松地植入到風(fēng)河的操作系統(tǒng)之上。

同時,風(fēng)河也同步啟動了支持汽車BSP 的開發(fā),瞄準國內(nèi)外的主芯片。

安全性對汽車也至關(guān)重要。盡管風(fēng)河之前在航空航天業(yè)已經(jīng)過了最嚴格的認證標準,但是為了滿足汽車市場的法律法規(guī)的要求,此次專門做了ISO 26262 的規(guī)范和認證,并且獲得了最高等級的ASIL-D 認證。

2.2 Helix虛擬化平臺:首發(fā)汽車方案

同樣,在首發(fā)過程中,Helix 就在國產(chǎn)芯片上大展身手。

為什么在汽車上需要虛擬化平臺?因為隨著電子電氣架構(gòu)的演進,在中央化、域融合的架構(gòu)下,需要在一個控制器/ 芯片上去集成更多的應(yīng)用,而這些應(yīng)用的功能安全等級是各不相同的,于是就需要一個虛擬化平臺來做隔離。通過虛擬化平臺,把不同的操作系統(tǒng)和應(yīng)用按照功能安全等級進行分類,以此有效地讓它們隔離開。其實這種方案在10多年前的航空航天場景已有廣泛應(yīng)用。因為飛機對重量是非常敏感的,因此在飛機設(shè)計之初就要求高度融合,機載計算機在研發(fā)之初就會要求盡可能去運行更多的應(yīng)用,而不是研制多個功能機。所以今天風(fēng)河把在航空業(yè)成功的Helix 虛擬化平臺引入汽車,以幫助汽車客戶應(yīng)對電子電氣架構(gòu)轉(zhuǎn)型中遇到的這類挑戰(zhàn)。

3 云端:把IT業(yè)的“容器”等技術(shù)引入汽車業(yè)

風(fēng)河為什么要做云端平臺?現(xiàn)在是“”的時代,面對的主要挑戰(zhàn)是如何降本增效,因此,不能再像以往一樣靠996式的辛勤工作去完成,一定要找到一些新的方法和思路。

汽車的軟件定義開發(fā)大多數(shù)還是用傳統(tǒng)的瀑布式開發(fā)模式,但是要想真正有效地降本增效,就必須將這種傳統(tǒng)的瀑布式的開發(fā)模型轉(zhuǎn)變成敏捷開發(fā)。而要實現(xiàn)敏捷開發(fā),最重要的是通過一些新技術(shù)的導(dǎo)入,例如容器、云原生、DevOps 工具等高效的開發(fā)方式。風(fēng)河過去多年來投資在DevOps 這種純云原生的開發(fā)工具上,就是為未來巨大的市場做布局。

此次帶來的汽車方案的特點如下。

3.1 首次將容器技術(shù)引入跨域融合的開發(fā)中

跨域融合現(xiàn)在是一個熱點。為了降本增效,現(xiàn)在汽車要將智駕、座艙、車身等不同的控制融合在一起,做出成本更低且效果更好的解決方案。

為了做好跨域融合,容器是一種非常重要的技術(shù)。容器的概念來源于IT 業(yè),可使不同的軟件模塊開發(fā)團隊在不受干擾的條件下并行地進行軟件開發(fā),容器內(nèi)的模塊也可以獨立地維護、升級。

通常在跨域融合中,這些不同領(lǐng)域的開發(fā)團隊都是來自于公司內(nèi)部不同的組織架構(gòu),通常不是一個部門,通過利用容器技術(shù),既可以在技術(shù)上方便跨部門協(xié)同,又可以各自獨立開發(fā),容易實現(xiàn)最后所有軟件的整合。

同時,容器技術(shù)也可以徹底改變軟件開發(fā)的方法論,使之前從瀑布模型完全導(dǎo)入到基于DevOps 的開發(fā),因為基于容器的軟件先天都是在云端開發(fā)的,而在云端應(yīng)用DevOps 進行敏捷開發(fā)將極大地提升軟件的開發(fā)效率,降低開發(fā)成本。

同時容器還有一個非常突出的優(yōu)勢:OTA(空中下載技術(shù))。因為通過標準化可以做到軟件復(fù)用,以此給開發(fā)者降低很多成本。OTA過程中,它的尺寸也可以下降很多,可以節(jié)省寶貴的傳輸帶寬和存儲資源。風(fēng)河和母公司安波福合作,在國內(nèi)實現(xiàn)了容器在跨域上的融合,這個方案也首次是在國產(chǎn)芯片上進行布局。

例如風(fēng)河和安波福展示了一個5 級聯(lián)動的演示,是國內(nèi)第一款基于容器的演示,其中通過多個不同的容器把不同域的應(yīng)用運行在上面。

3.2 首次在本地主機廠部署云原生開發(fā)工具鏈

國內(nèi)的一家自主汽車品牌/ 知名主機廠也選擇風(fēng)河的云原生的工具鏈Studio 進行了平臺化的開發(fā)部署,融合成熟的第三方的工具,構(gòu)建業(yè)界領(lǐng)先且高效的從設(shè)備到云端的開發(fā)/ 部署/ 運營/ 服務(wù)體系,實現(xiàn)持續(xù)集成、持續(xù)交付和持續(xù)部署的能力。

4 節(jié)約1/4軟件開銷

風(fēng)河希望通過已經(jīng)在市場上取得成功的邊緣端產(chǎn)品,加上云端的開發(fā)工具鏈,可以給客戶提供一攬子的解決方案,幫助客戶迎接汽車軟件開發(fā)過程中面臨的諸多工程挑戰(zhàn),并且降本增效。

關(guān)于降低成本,以上述的那家自主汽車品牌廠商為例,在開發(fā)環(huán)節(jié),通過容器化來隔離軟件部件,提升軟件重用性,約能幫這家主機廠降低20% 的開發(fā)和測試成本。在部署環(huán)節(jié),通過OTA 更新時以模塊化來縮小文件,能夠減少數(shù)據(jù)傳輸/ 存儲成本,比以往方法降低35%的更新成本。在運營環(huán)節(jié),通過數(shù)據(jù)環(huán)路、數(shù)據(jù)孿生等,可以實現(xiàn)車輛數(shù)據(jù)的實時可視化,支持軟件缺陷的預(yù)先補救,可以降低維修成本達20%。綜合起來,通過全面導(dǎo)入風(fēng)河的云原生Studio,預(yù)計可以降低25%的軟件開發(fā)成本。

5 RTOS和Linux,誰主未來?

安全性是汽車業(yè)的一個重大挑戰(zhàn)。當前正出現(xiàn)單芯片上的座艙、智駕融合,所面對的安全要求不一樣,因此在軟件架構(gòu)上需要有不同的OS 操作系統(tǒng),按照不同的安全等級來部署。例如風(fēng)河VxWorks 達到了功能安全ASIL-D,因此所有對安全性和實時性要求較高的智駕應(yīng)用程序可以運行在VxWorks 之上。對于一些網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)交互比較大的應(yīng)用,可以運行在高穩(wěn)定性的風(fēng)河Linux上。座艙、信息娛樂通常運行在安卓的Kernel(內(nèi)核)之上。

VxWorks是RTOS實時操作系統(tǒng),Linux多年來一直在與其博弈。目前和將來的走勢是:RTOS要向Linux的生態(tài)靠,Linux要學(xué)RTOS的安全性。這兩條路線,就看誰先走成。

具體而言,Linux有生態(tài)優(yōu)勢,但是在功能安全認證維度,Linux的內(nèi)核代碼通常是幾千萬行的級別,在航空航天領(lǐng)域,一行代碼的認證成本至少二三百美元,這樣算下來是非常昂貴的,在經(jīng)濟上是不可行的。而風(fēng)河的VxWorks是RTOS(實時操作系統(tǒng)),全部代碼加起來在10 萬行以內(nèi),因此可做安全認證。

未來,如果底層操作系統(tǒng)要全方位地用起來,并且能夠迎接汽車功能安全的挑戰(zhàn),需要做到如下方向。

第一,從Linux角度,需要找到一種新的功能安全的認證方法,不能像以前一樣每行都認證。例如是否可以采用類似于抽樣的方法?另外,一些Linux公司正在試圖通過引入新技術(shù),對Linux進行裁剪,裁剪到百萬行內(nèi),再增加一些特別的功能安全補丁。

第二,從RTOS實時操作系統(tǒng)的角度,例如風(fēng)河的VxWorks,下一代能否做得更像Linux ?例如對象應(yīng)用的接口完全照搬Linux的API,這樣按照Linux開發(fā)的軟件不需要很多移植,就可以直接運行在RTOS 上。

實際上,風(fēng)河也有Linux 業(yè)務(wù)。風(fēng)河所服務(wù)的電信行業(yè),幾乎所有的操作系統(tǒng)機會已從RTOS 遷移到了Linux。因為現(xiàn)在電信市場對生態(tài)的要求非常高,有大量的第三方。凡是有大量第三方的市場,就需要一個大生態(tài)。

而大多數(shù)RTOS 公司很難形成自己的生態(tài),因為是閉源的。開源以后才會有生態(tài)。有了生態(tài)以后,第三方的資源才會很豐富。

那么,勝出的OS 操作系統(tǒng)能否一統(tǒng)天下?很難說,因為汽車的OS 操作系統(tǒng)不會像手機那么集中,主要還是要看性價比,如果能同時解決成本問題和安全性挑戰(zhàn),肯定會很快一統(tǒng)天下。

6 中國區(qū)獨立運營,樹立雄心勃勃規(guī)劃

今年,風(fēng)河與母公司安波福一樣,中國區(qū)成為了獨立的事業(yè)部。各個事業(yè)部由原來向各全球業(yè)務(wù)線匯報,調(diào)整為直接向安波福中國及亞太區(qū)總裁匯報工作,以便為中國區(qū)提供全面的自主決策權(quán)和迅捷精準的市場響應(yīng)能力,并同步制定了雄心勃勃的業(yè)務(wù)目標,即在五年內(nèi)實現(xiàn)50%的業(yè)務(wù)增長,擴大與中國自主品牌的合作,使相關(guān)業(yè)務(wù)占比達到70%,進一步為“中國速度”提速?!鞍膊ǜ?/3 的業(yè)務(wù)在中國市場。當然風(fēng)河今天離1/3還有一些差距,所以要加大在中國市場的投入,主要的營收增長來源之一就是汽車。” 鄒總說道。

實際上,風(fēng)河在中國已有將近30年的歷史——在1996年就在華簽約了一家本地代理商來開展業(yè)務(wù)。過去近30年,公司已建立了一支強大的開發(fā)團隊,包括近200位的開發(fā)/ 研發(fā)工程師。接下來,風(fēng)河會依托這支強大的本地中國團隊,響應(yīng)中國客戶的需求,開發(fā)中國本地的產(chǎn)品,并將形成的知識產(chǎn)權(quán)留在中國。風(fēng)河希望能夠和本地的生態(tài)伙伴緊密聯(lián)系,能夠全面賦能中國的產(chǎn)業(yè)鏈,以全面擁抱中國技術(shù)的生態(tài)圈。

7 安波福此次帶來的軟硬件全棧產(chǎn)品

風(fēng)河的母公司——安波福本次推出了由本地團隊開發(fā)的軟硬件平臺和產(chǎn)品,包括支持高階自動駕駛和電氣化功能的硬件架構(gòu),以及通過云原生方法實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的軟件架構(gòu),為車輛研發(fā)、制造以及車輛全生命周期內(nèi)的運營維護和功能更新帶來革命,以本地化的解決方案助推中國市場引領(lǐng)的未來。

7.1 智能汽車架構(gòu)SVA(Smart Vehicle Architecture?)

SVA能夠為軟件定義的汽車提供所需要的硬件及架構(gòu),以軟硬件解耦、輸入輸出與計算設(shè)備分離、計算“服務(wù)器化”為技術(shù)特征,可供整車廠商依據(jù)自有的車輛開發(fā)體系和供應(yīng)鏈體系進行自主抉擇,降低研發(fā)復(fù)雜度與總的制造、運營成本,從容應(yīng)對軟件定義汽車時代“多”、“快”、“好”、“省”的要求。

此次安波福展示了本地開發(fā)的、運行在SVA 硬件架構(gòu)上的SOA(面向服務(wù))軟件方案架構(gòu)。通過安波福平臺的中間件可以實現(xiàn)兩大功能:一是實現(xiàn)了軟硬件解耦,賦能OEM 在不改動應(yīng)用軟件的前提下升級替換硬件;二是實現(xiàn)了可以跨功能域統(tǒng)一部署的中間件,當前SOA進程中的一大挑戰(zhàn)就是無法跨功能域統(tǒng)一部署,安波福提供了包括風(fēng)河的操作系統(tǒng)、容器技術(shù)等在內(nèi)的有效解決方案,能夠幫助OEM在極短時間內(nèi)實現(xiàn)新需求的開發(fā)、迭代和驗證,從而極大提高了開發(fā)的效率,以更低的成本、更快的速度賦能OEM,持續(xù)改進用戶體驗。

7.2 完整的邊緣到云平臺——風(fēng)河軟件體系

憑借Wind River Studio、VxWorks、Helix Virtualization Platform、容器化技術(shù)等差異化優(yōu)勢,安波福的風(fēng)河軟件體系為“軟件定義汽車”的開發(fā)和運營提供軟件框架、高安全性的實時操作系統(tǒng)和完整的工具鏈,不僅能夠確保所有安全關(guān)鍵型應(yīng)用持續(xù)運行,更能將其無縫融入軟件定義汽車的架構(gòu)中,助推混合關(guān)鍵性系統(tǒng)的發(fā)展,賦能汽車實現(xiàn)更高的智能性和安全性。例如Wind River Studio 可實現(xiàn)云原生技術(shù)的流程自動化,并可輕松訪問虛擬測試環(huán)境,從而使開發(fā)人員的生產(chǎn)率提高達25%,并加快了上市速度。這意味著從需求設(shè)定到初步的集成和測試所需的時間從數(shù)月縮短到了數(shù)周,如果使用風(fēng)河的中間件來移植軟件,甚至只需數(shù)天。

這些數(shù)字化平臺和產(chǎn)品已經(jīng)在汽車行業(yè)成功部署,并在中國汽車市場實現(xiàn)項目定點落地。風(fēng)河致力于為中國汽車客戶打造本地化的產(chǎn)品,全面進入中國汽車生態(tài)圈,深度賦能中國軟件定義汽車的發(fā)展。

7.3 搭載“中國芯”的艙行泊一體化融合方案

安波福帶來了由中國團隊開發(fā)、首個基于中國本地的高性能系統(tǒng)級單芯片打造的跨域融合計算平臺,覆蓋智能座艙、智能輔助駕駛和自動泊車三個控制域,簡化了整車電子電氣架構(gòu)和系統(tǒng)軟硬件設(shè)計,節(jié)省了研發(fā)成本。作為汽車行業(yè)首個跨域融合計算平臺,采用多種風(fēng)河軟件技術(shù)方案,其一芯多控、靈活安全、軟硬解耦的能力為本土整車客戶帶來了顯著的商業(yè)優(yōu)勢,包括使用DevOps工具以及數(shù)字反饋回路進行持續(xù)的開發(fā)和改進。安波福提供的解決方案可以實現(xiàn)最大程度的靈活性,支持不同芯片制造商采用最適合客戶需求的芯片及硬件組合,并在未來輕松快速地進行開發(fā)、部署和迭代。

(本文來源于《EEPW》



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