[汽車之家 深評] 車載操作系統(tǒng)已經(jīng)成為兵家必爭之地。‘缺芯少魂’一直是中國制造之痛，如今一些中國品牌在基礎(chǔ)型操作系統(tǒng)下進行自主研發(fā)，比如基于Linux的AliOS，以及基于Android的比亞迪DiLink、蔚來NIO OS、小鵬Xmart OS等。還有阿里AliOS、華為鴻蒙等系統(tǒng)正在起步。本文試圖從多角度分析國內(nèi)車用操作系統(tǒng)的格局，機會和挑戰(zhàn)。
一、向智能座艙和智能駕駛系統(tǒng)演變
車載OS是從傳統(tǒng)汽車電子不斷演變而來。汽車電子化程度的提升，使得車輛本身的功能控制也逐漸成為復雜的一項系統(tǒng)決策和操作管理，演變?yōu)檎w協(xié)作的系統(tǒng)。汽車EE架構(gòu)，當前已經(jīng)開始從分布式演變到域控制器式，下一代將是中央控制架構(gòu)，車輛EE架構(gòu)對于車載系統(tǒng)發(fā)展形態(tài)的影響是巨大的。
傳統(tǒng)汽車電子產(chǎn)品可分為兩類：一類是汽車電子控制裝置，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）發(fā)送指令，以控制車輛關(guān)鍵部件（如發(fā)動機、變速箱、動力電池）協(xié)同工作，這類系統(tǒng)一般統(tǒng)稱為電子控制單元（ECU）；另一類是車載電子設(shè)備，如儀表、娛樂音響、導航系統(tǒng)、HUD等，這類系統(tǒng)不直接參與汽車行駛的控制決策，不會對車輛行駛性能和安全產(chǎn)生影響，通常統(tǒng)稱為車載娛樂信息系統(tǒng)（IVI）。
『小度車載OS』
汽車電子控制裝置逐漸向智能駕駛系統(tǒng)演變，車載信息娛樂系統(tǒng)（IVI）逐步向智能座艙系統(tǒng)演變，分別產(chǎn)生了智能汽車操作系統(tǒng)的兩大雛形：智能駕駛OS和智能座艙OS。智能駕駛OS對安全性、實時性、穩(wěn)定性要求非常高，智能座艙OS更加重視開放性、兼容性。目前，大部分智能汽車OS架構(gòu)里，兩大OS獨立運行，OS內(nèi)核及嵌套軟件、中間件、功能軟件等都不相同并且進行了深度的功能化定制。
二、主流車載OS分類
車載OS的分類與電腦、手機等終端的操作系統(tǒng)類似，但鑒于汽車產(chǎn)品復雜程度、駕駛能力要求及安全性要求，車載OS的要求及標準更加嚴苛，演變形態(tài)也更為豐富。根據(jù)不同分類將車載OS進行如下分析。
1、基礎(chǔ)型系統(tǒng)：
●Blackberry QNX
QNX成立于1980年，世界第一個實時操作系統(tǒng)公司，2010年被黑莓全資收購。QNX以安全性和實時性著稱，是第一個符合ISO26262 ASIL D規(guī)范的實時操作系統(tǒng)。QNX公司為汽車開發(fā)了完整的車載信息娛樂系統(tǒng)、數(shù)字座艙系統(tǒng)和駕駛輔助系統(tǒng)平臺，為開發(fā)人員提供了靈活的工具選擇，適用于車載環(huán)境的人機交互界面，并支持Android應用程序。目前，QNX已和幾乎所有主流OEM進行合作，超過1.95億輛汽車使用了QNX系統(tǒng)，在汽車嵌入式操作系統(tǒng)的市場占有率位居第一。
●WinCE
WinCE是微軟1996年微軟發(fā)布的嵌入式操作系統(tǒng)產(chǎn)品，2002年，WinCE4.1的發(fā)布，取得了一定的市場成功，目前WinCE已經(jīng)發(fā)展到7.0。但是隨著Linux和Android的沖擊，微軟已經(jīng)準備放棄對WinCE的維護，WinCE可能將很快會成為歷史，在早期汽車儀表系統(tǒng)領(lǐng)域，其起到了一定的價值及作用。
●VxWorks
VxWorks操作系統(tǒng)是美國WindRiver公司于1983年設(shè)計開發(fā)的一種嵌入式實時操作系統(tǒng)。它以其良好的可靠性和卓越的實時性被廣泛地應用在通信、軍事、航空、航天等高精尖技術(shù)及實時性要求極高的領(lǐng)域中，但其售價及維護價格昂貴，同時在汽車產(chǎn)業(yè)投入較少，當前在汽車產(chǎn)業(yè)并沒有明顯的擴展趨勢。
●Linux/AGL
Linux是一套免費使用和自由傳播的類Unix操作系統(tǒng)，并以其的高效性和靈活性著稱，是一個基于POSIX和UNIX的多用戶、多任務(wù)、支持多線程和多CPU的操作系統(tǒng)。它能運行主要的UNIX工具軟件、應用程序和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。Linux繼承了Unix以網(wǎng)絡(luò)為核心的設(shè)計思想，是一個性能穩(wěn)定的多用戶網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計偏重于可靠性和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，所以在后臺操作系統(tǒng)中占據(jù)著領(lǐng)先地位。但是Linux的普及范圍小和開發(fā)難度大，限制了它在車載OS上的發(fā)展。
2014年，Linux發(fā)布了開源 AGL（Automotive Grade Linux）規(guī)范1.0版本，它是首個開放式車載信息娛樂（IVI）軟件規(guī)范，是一個協(xié)作開源項目，由Linux 基金會管理，它將汽車制造商、供應商和科技公司聚集在一起，以加速開發(fā)和使用完全開放的智能網(wǎng)聯(lián)汽車軟件堆棧。目前AGL的功能范圍逐步擴容，目前已經(jīng)融合儀表盤、艙內(nèi)控制的功能，未來將覆蓋智能駕駛的相關(guān)功能。當前國際主流汽車巨頭及供應商巨頭也大多數(shù)加入該聯(lián)盟，國內(nèi)已有上汽、新特、中國移動、德賽西威、中科創(chuàng)達等加入該聯(lián)盟。
●Android
Android是基于Linux Kernel開發(fā)的最成功的產(chǎn)品。2009年，谷歌和一些硬件廠商組成的開放手機聯(lián)盟發(fā)布了 Android。它現(xiàn)在已經(jīng)成為了最流行的終端用戶操作系統(tǒng)。2019年5月，谷歌正式開放運行開源前裝車機系統(tǒng)Android Automotive OS，便于開發(fā)者開發(fā)應用程序。
『主流車載OS』
2、定制型系統(tǒng)：
定制型操作系統(tǒng)，指在底層操作系統(tǒng)之上進行深度定制化開發(fā)，包括系統(tǒng)內(nèi)核修改，最終由Tier1和OEM一起實現(xiàn)智能座艙系統(tǒng)平臺或智能駕駛系統(tǒng)平臺。鴻蒙OS、AliOS奔馳的MB.OS、大眾VW.OS屬于此類。
●鴻蒙OS
2019年8月，華為推出 Harmony OS 鴻蒙，這是一款基于微內(nèi)核的全場景分布式OS，可應用在手表、大屏、車機與PC，并計劃從 2020年發(fā)布的鴻蒙OS2.0版本開始正式支持車機。目前華為將車載系統(tǒng)分為三類：鴻蒙座艙操作系統(tǒng)HOS、智能駕駛操作系統(tǒng)AOS、智能車控操作系統(tǒng)VOS。
●AliOS
2015年，阿里基于Linux Kernel LTS開發(fā)出YunOS， 2017年更名為AliOS，并宣布開源。2018年，發(fā)布AliOS 2.0系統(tǒng)。通過先進的交互方式對座艙內(nèi)部件的操控以及獲取娛樂導航等信息服務(wù)，通過環(huán)境場景的感知來為用戶提供駕駛輔助和服務(wù)推薦，可以實現(xiàn)車輛近遠程控制和車輛狀態(tài)查詢。AliOS添加了云服務(wù)相關(guān)的模塊以接入阿里巴巴的生態(tài)環(huán)境。
●ROM型系統(tǒng)
ROM型操作系統(tǒng)，一般基于Android或Linux定制化開發(fā)，不涉及系統(tǒng)內(nèi)核更改，國外主機廠多選用Linux作為底層操作系統(tǒng)，由于國內(nèi)Android應用生態(tài)更好，國內(nèi)自主品牌和造車新勢力大多基于Android定制汽車操作系統(tǒng)，例如特斯拉Version、比亞迪DiLink、奇瑞GKUI、蔚來NIO OS、小鵬Xmart OS等。
車載OS市場格局及現(xiàn)狀
在智能駕駛OS方面，QNX由于其典型的實時性、低延時、高穩(wěn)定等特征，是當前智能駕駛OS市占率最高的操作系統(tǒng)；WinCE則已經(jīng)呈現(xiàn)快速下滑態(tài)勢，未來可能將逐步在市場消失；VxWorks同時具備實時性及開源特點，但其業(yè)務(wù)重點一直在復雜工業(yè)領(lǐng)域，對于汽車產(chǎn)業(yè)投入較少，售價及維修費用極其昂貴，目前僅在部分高端品牌車型上有所嘗試；Linux版本豐富，經(jīng)過改造Linux內(nèi)核也將具備實時性功能，可適用于智能駕駛OS。華為則基于鴻蒙OS針對智能駕駛功能開發(fā)了AOS，在通信、調(diào)動、運行環(huán)境方面都做了優(yōu)化；AliOS是國內(nèi)最早基于Linux內(nèi)核開發(fā)的車載OS，當前主要綁定上汽榮威、智己汽車。
『OEM車載OS現(xiàn)狀』
智能座艙OS主打座艙娛樂、座艙體驗、座艙感知及人車交互等功能，因此對于車載應用生態(tài)的多樣性、豐富性以及用戶體驗的需求更為注重。以QNX為代表的實時操作系統(tǒng)在應用生態(tài)上較為薄弱，因此當前座艙OS使用QNX、VxWorks及WinCE的OEM較少，主流則是Android以及基于Linux系統(tǒng)的定制型及ROM型系統(tǒng)。
當前車載OS市場大概分為三類玩家：系統(tǒng)廠商、供應商（包括互聯(lián)網(wǎng)巨頭）及OEM自身。同時也對應著三種產(chǎn)品形式：一是系統(tǒng)廠商原有的基礎(chǔ)型車載OS；二是深度修改內(nèi)核的定制型車載OS；三是OEM基于供應商及自身定制化ROM型車載OS。
對于這三種形式的選擇，是由各個OEM的戰(zhàn)略定位和自身能力決定的。對于有實力的車企而言，更傾向于掌控車載OS的話語權(quán)，形成從整車硬件到車載OS，再到上層應用乃至用戶數(shù)據(jù)的完整生態(tài)鏈，從而牢牢抓住智能汽車的核心。
『不同類型系統(tǒng)差異；來源：平安證券』
當前QNX、Linux（包含Android）仍是底層操作系統(tǒng)的核心玩家，無論是智能駕駛OS還是智能座艙OS基本都會采用QNX+Linux或者是QNX+Android的組合方式；鴻蒙OS、AliOS當前僅搭載個別車企；OEM則憑借底層操作系統(tǒng)，目前大多處于進行ROM式的修改階段，僅僅搭載自有品牌。基于Linux內(nèi)核開發(fā)汽車操作系統(tǒng)的特斯拉，牢牢把握了對核心數(shù)據(jù)的控制權(quán)，其初步的FSD訂閱服務(wù)探索也給行業(yè)以極大的啟發(fā)和動力。大多數(shù)車企將會開展逐步自研的過程。
『特斯拉FSD模式』
車載OS未來發(fā)展四大趨勢
隨著車輛架構(gòu)形成集中式方案落地、車載硬件智能化程度提升、5G技術(shù)廣泛普及以及感知技術(shù)能力躍升，控制系統(tǒng)將走向融合趨勢，車載OS也將走向統(tǒng)一的形態(tài)，整車操作系統(tǒng)將是一個統(tǒng)一的OS。當前及未來一段時間內(nèi)，車輛架構(gòu)都將處于用分布式走向域控制階段，因此域控制將是未來一段時內(nèi)的主流趨勢。域控制階段，不同功能域當前操作系統(tǒng)是相對獨立的，根據(jù)各操作系統(tǒng)的系統(tǒng)特征、功能特點及市場用用情況，當前呈現(xiàn)一定的現(xiàn)象及趨勢。
1、QNX、Linux、Android仍將是車載OS的主流內(nèi)核
QNX、Linux、Android是智能終端難以繞開的底層研發(fā)基礎(chǔ)。考慮到各系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)、先發(fā)優(yōu)勢以及市場格局現(xiàn)狀，其他類似系統(tǒng)很難突破其優(yōu)勢，很難在市場上快速進行替代甚至超越。同時大多數(shù)OEM、供應商及互聯(lián)網(wǎng)巨頭大多數(shù)以這三類系統(tǒng)作為系統(tǒng)內(nèi)核，更加劇了其他系統(tǒng)市場化的難度。
2、車企自研是趨勢，但需要循序漸進
車載OS的核心價值在于加強車企與用戶之間粘性，以及挖掘車輛數(shù)據(jù)、車主數(shù)據(jù)的閉環(huán)價值。未來整車OTA將是智能汽車的必備功能，這無疑將大大加強OEM與用戶的聯(lián)系，OEM通過用戶數(shù)據(jù)將更加了解用戶需求及習慣，進一步則可深度挖掘用戶運營價值，這也是OEM在車載操作系統(tǒng)上積極探索的原因。因此，自研系統(tǒng)及自研關(guān)鍵部件是車企的必經(jīng)之路
3、生態(tài)是車載OS生死存亡的關(guān)鍵
微軟、谷歌、蘋果作為全球最值錢的幾大公司，其構(gòu)建的生態(tài)是它們的制勝法寶之一，未來這有可能在汽車產(chǎn)業(yè)再現(xiàn)。操作系統(tǒng)的成功與否，關(guān)鍵在于生態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)的建立需要將產(chǎn)業(yè)鏈上的軟件開發(fā)者、芯片企業(yè)、終端企業(yè)、運營商等各個主體整合，促進車載生態(tài)的繁榮。沒有足夠的參與者共建，系統(tǒng)開發(fā)將是自娛自樂。
『華為智能座艙生態(tài)展望』
4、SOA理念引領(lǐng)軟硬件解耦、服務(wù)原子化
在軟件定義汽車的時代，SOA的開發(fā)理念已經(jīng)是行業(yè)共識。但考慮到長期內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)都將存在多種車載OS，以及硬件差異、車載系統(tǒng)中間件多樣性等現(xiàn)象，未來軟硬件解耦將成為主流方案，服務(wù)也將原子化，按需調(diào)用，讓車載OS的運行更安全快捷。
尾聲：車載OS戰(zhàn)局徐徐展開，國產(chǎn)車載OS等待破局
車載OS是汽車之魂，尤其在智能汽車時代，汽車的終極形態(tài)將是智能終端、智能機器人、移動結(jié)合的第三空間，是新的生活場景形態(tài)，統(tǒng)一的、強大的車載OS將是最為關(guān)鍵的核心能力。在市場層面，我們判斷系統(tǒng)的成功標志，短期取決于車企市場表現(xiàn)及搭載量；長期則需要建立穩(wěn)定、強大、高粘性的服務(wù)生態(tài)，構(gòu)建開發(fā)、應用、用戶粘性、持續(xù)迭代的良性循環(huán)，才能打造成功的車載OS。
當前市場參與者眾多，其中不乏傳統(tǒng)國內(nèi)外老牌OEM、新勢力科技巨頭及實力強勁的供應商，市場格局仍遠遠未及終局，競爭才剛剛開始。中國OEM及互聯(lián)網(wǎng)巨頭引領(lǐng)了這一波汽車產(chǎn)業(yè)電動化、智能化浪潮，期待有更多的國產(chǎn)崛起，堅持自主創(chuàng)新，突破封鎖、卡脖子技術(shù)，在車載OS以及各種軟件、硬件方面，完成中國汽車工業(yè)的技術(shù)與產(chǎn)品升級，實現(xiàn)汽車工業(yè)強國的夢想。為中國乃至全世界貢獻更為環(huán)保、智能、安全的好的汽車產(chǎn)品。（文/汽車之家行業(yè)評論員 冉闖闖）
