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就我國汽車產(chǎn)業(yè)而言，缺芯少核是不爭的事實，且隨著智能汽車的不斷發(fā)展，這一問題日益凸顯。而要解決缺芯少核，操作系統(tǒng)十分關(guān)鍵。
操作系統(tǒng)是智能汽車的創(chuàng)新重點
缺芯少核問題雖由來已久，不過如今的“芯”與“核”與以往有所不同。就“芯”而言，集成了CPU、AI 芯片(GPU/FPGA/ASIC)、深度學習加速單元(NPU)等多個模塊的異構(gòu)多核SoC芯片正逐漸成為主流趨勢。與此同時，新一代的“核”也不再對應“計算機的傳統(tǒng)內(nèi)核”。
國汽智控總經(jīng)理、首席技術(shù)官尚進近期在接受蓋世汽車采訪時表示，智能汽車缺芯少核，“核”是什么？是智能汽車操作系統(tǒng)。“無論是PC，還是移動互聯(lián)網(wǎng)，亦或是智能汽車，大的產(chǎn)業(yè)變革都要針對產(chǎn)業(yè)平臺定義新的‘操作系統(tǒng)‘內(nèi)涵及落地產(chǎn)品。”
隨著汽車智能化進程的加速，“軟件定義汽車”成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略共識，OTA作為基礎(chǔ)關(guān)鍵能力，成為了智能汽車的標配能力，其價值也在行業(yè)內(nèi)達成共識。尚進指出，在此背后，最需要的是汽車操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)是智能汽車的核心技術(shù)和創(chuàng)新重點，也是主機廠實現(xiàn)軟件定義的基石。“OTA更新的是應用，沒有操作系統(tǒng)，就更新不了應用。”
另一層面來看，如今“分布式架構(gòu)-域功能集中-跨域融合-中央計算平臺”這一電子電氣架構(gòu)演化過程基本成為行業(yè)共識。在這一過程中，操作系統(tǒng)很關(guān)鍵。
“硬件集中了，最難的是軟件。硬件相當于是練肌肉，只能做一些簡單粗暴的事。那么高算力不可能做復雜邏輯，它只是計算的很快。所有功能都要靠軟件實現(xiàn)。”尚進認為，就軟件來說，要做的并不是將多達幾億行的代碼或是幾個域堆在一起，而是要把這些代碼“揉碎”了(當然也不是說完全重新來)，提取出關(guān)鍵共性的基礎(chǔ)軟件亦即操作系統(tǒng)，實現(xiàn)操作系統(tǒng)和應用開發(fā)的分層重構(gòu)及更廣泛擴展。
他還補充道：“軟件不只是代碼，軟件后面是架構(gòu)。在域集中的情況下，操作系統(tǒng)要運行具有不同功能安全和信息安全等級的環(huán)境感知、路徑規(guī)劃和車輛控制算法，將氣囊、BMS、VCU等充分用起來，形成統(tǒng)一架構(gòu)。缺芯少核，這是真正的核。”
全國政協(xié)經(jīng)濟委員會副主任苗圩曾明確表示，中國汽車市場不能沒有自己的操作系統(tǒng)，打造自主可控、開源開放的汽車操作系統(tǒng)勢在必行。在尚進看來，實現(xiàn)操作系統(tǒng)的自主可控是解決我國汽車產(chǎn)業(yè)缺芯少核的重點，”特斯拉已經(jīng)有它的‘ios’了。現(xiàn)在我們需要打造的是我們開放的體系，對應智能汽車的‘安卓’(手機OS分開放和封閉兩種，安卓代表開放，ios代表封閉)。”
今年11月，國汽智控正式發(fā)布面向量產(chǎn)的智能駕駛計算基礎(chǔ)平臺“智能汽車基礎(chǔ)腦”iVBB2.0。iVBB2.0產(chǎn)品家族包括智能汽車操作系統(tǒng)ICVOS、智能汽車域控制器ICVHW 、車云協(xié)同基礎(chǔ)軟件ICVEC和信息安全數(shù)據(jù)安全ICVSEC四大單元。
據(jù)悉，基于SDA理念和面向SOA的應用開發(fā)，智能汽車基礎(chǔ)腦iVBB實現(xiàn)了操作系統(tǒng)與應用軟件、硬件平臺的雙解耦。同時，智能汽車操作系統(tǒng)ICVOS向上支持OEM對智能駕駛應用進行高效、差異化定制開發(fā)，向下適配全系自主及市面主流芯片和硬件平臺及車輛平臺，實現(xiàn)與智能手機應用開發(fā)類似的“硬件—操作系統(tǒng)—應用開發(fā)”智能汽車開發(fā)新模式。
可以說，國汽智控“智能汽車基礎(chǔ)腦”iVBB從根本上解決了我國汽車行業(yè)少“核”的問題。尚進表示，“中國所有的自主可控，最關(guān)鍵的便是頂層設(shè)計所需要的系統(tǒng)能力。國汽智控解決的問題是，如何打造一個可以將復雜硬件對應的ICT與車廠的應用開發(fā)銜接起來所需要的新的中間件，我們將其定義為功能軟件，或自動駕駛操作系統(tǒng)，這才是解決我國汽車行業(yè)缺芯少核的重點。”
主機廠要基于產(chǎn)業(yè)鏈分工定制自己的智能汽車OS
在“硬件—操作系統(tǒng)—應用開發(fā)”智能汽車開發(fā)新模式下，操作系統(tǒng)應該由誰來做？產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)廠商應如何分工？在尚進看來，產(chǎn)業(yè)鏈不同部分的廠商應該有所為，有所不為，就操作系統(tǒng)而言，相關(guān)廠商要與主機廠共建，形成主機廠的定制OS。
這并不難理解，一方面，操作系統(tǒng)作為與用戶交互的核心媒介，其產(chǎn)品的創(chuàng)新將是主機廠實現(xiàn)差異化競爭的重要砝碼，另一方面，主機廠更貼近用戶，更了解用戶需求，有利于快速調(diào)整產(chǎn)品和服務(wù)。
前面提到，國汽智控發(fā)布的智能汽車基礎(chǔ)腦iVBB2.0包含四大單元，其中智能汽車操作系統(tǒng)ICVOS就定位“主機廠自己的OS"。據(jù)悉，ICVOS采用模塊化設(shè)計，向合作伙伴開放OS接口，可納入主機廠自研算法和第三方基礎(chǔ)服務(wù)，內(nèi)核中間件均可替換，形成統(tǒng)一架構(gòu)下的定制OS，且最終以主機廠OS命名，如宇通OS、比亞迪OS。
尚進表示：“整個產(chǎn)業(yè)架構(gòu)中，主機廠有自己的發(fā)力點，也有自己的優(yōu)勢，但是各個主機廠是不一樣的，我們接受也必須讓主機廠把它好的模塊放到自動駕駛操作系統(tǒng)或者是智能汽車操作系統(tǒng)中，這樣就形成了主機廠定制的操作系統(tǒng)。”
而有了基于統(tǒng)一架構(gòu)的操作系統(tǒng)之后，主機廠便可在上面做應用開發(fā)。尚進指出，如今主機廠已經(jīng)意識到，不能接受全棧方案，不能接受交鑰匙，主機廠一定要下沉，一定要自己去開發(fā)，他們要能夠定義差異化功能，還能自己開發(fā)，自己更新，這樣才能在車輛全生命周期增加價值。“如果這些全是供應商做，主機廠在車輛全生命周期也賺不了錢，且這也不是真正的軟件定義汽車。”
他還提到，國汽智控的方案之所以叫作“智能汽車基礎(chǔ)腦”，原因在于“國汽智控做的是基礎(chǔ)部分，是硬件+操作系統(tǒng)，是一個軟硬一體的盒子，但沒有上面的應用。上面的應用由主機廠來做，這樣才能讓他們真正發(fā)力。”
據(jù)了解，國汽智控已與5家以上車企做不同程度的合作開發(fā)，開發(fā)的形態(tài)大多基于自動駕駛操作系統(tǒng)，甚至‘硬件+操作系統(tǒng)’，當然由于各個車企自研能力、訴求、車型有所不同，具體方式上存在差異。
此外，尚進還強調(diào)，國汽智控的思路是，不做成熟產(chǎn)業(yè)鏈的成熟產(chǎn)品，且要把成熟產(chǎn)業(yè)鏈的自主成熟產(chǎn)品迅速利用起來，其中原因有三：一、這些產(chǎn)品已經(jīng)自主可控；二、術(shù)業(yè)有專攻；三、系統(tǒng)集成能力最重要。
具體來看，此次國汽智控發(fā)布了第一代自研硬件平臺，但其向主機廠首要推的并不是他們的硬件平臺，反而是市場上成熟的或者是最適合的硬件平臺。據(jù)了解，國汽智控智能汽車操作系統(tǒng) ICVOS既支持自研的硬件平臺，也可適配市面主流硬件平臺，包括地平線征程系列、華為MDC等國內(nèi)主要自主可控芯片硬件平臺，也包括基于TI芯片等自研硬件平臺。
相關(guān)廠商需強化數(shù)據(jù)安全等數(shù)字底座
對于智能汽車來說，操作系統(tǒng)很重要。但要推動操作系統(tǒng)落地，還需要其它多方面的協(xié)同發(fā)展。
在智能汽車開發(fā)新模式下，硬件顯然不可或缺。前面提到，國汽智控推出的是異構(gòu)分布、彈性擴展多芯片架構(gòu)自研硬件平臺。據(jù)尚進介紹，“異構(gòu)”是指板卡上有不同種類的多種處理芯片，包括AI計算芯片、通用計算芯片、控制芯片等等，“彈性擴展”則是指，單一操作系統(tǒng)下，硬件芯片的數(shù)目可以彈性增加，整體性能可以彈性增長，例如AI芯片可以從1個增加到2個或3個。
國汽智控指出，如今智能汽車正在經(jīng)歷從集中域控再到中央域控的演進，算力需求不斷增長，而高算力單芯片的成本永遠高于同等算力下的多芯片方案，當摩爾定律失效、算力增長停滯，異構(gòu)分布、彈性擴展的多芯片方案能夠以低成本、算力累積來滿足不同場景的智能駕駛運算需求，幫助主機廠在研發(fā)更高級別自動駕駛時提升開發(fā)效率，將開發(fā)周期縮短到十分之一。
據(jù)了解，國汽智控此次發(fā)布的是彈性異構(gòu)分布架構(gòu)下的第一代硬件產(chǎn)品，包括基于TDA4的單芯片、雙芯片、三芯片等三款硬件平臺，覆蓋8-24 TOPS算力。按照計劃，明年下半年其將以單芯片80TOPS為基礎(chǔ)，推出第二代單芯片、三芯片、六芯片硬件平臺系列，覆蓋80、200、500TOPS場景。
除了要與硬件產(chǎn)品適配，智能汽車操作系統(tǒng)還需與數(shù)據(jù)安全耦合。尚進指出，傳統(tǒng)汽車缺乏攻擊價值，而智能汽車已成為移動的計算中心和數(shù)據(jù)中心，計算基礎(chǔ)平臺是數(shù)據(jù)的匯集點，代碼也最多，因此要實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全與智能汽車OS耦合。
據(jù)悉，國汽智控此次發(fā)布信息安全數(shù)據(jù)安全ICVSEC，是行業(yè)首次推出智能汽車數(shù)據(jù)安全解決方案。尚進表示，相比一般信息安全服務(wù)商，國汽智控的優(yōu)勢在于通過SDK和數(shù)據(jù)流配置，將數(shù)據(jù)安全融合進OS里。為此，國汽智控基于ICVOS，搭建了信息安全拓撲和縱深防御體系，建立網(wǎng)絡(luò)安全防護方法池，對數(shù)據(jù)進行分類分級、全生命周期跟蹤、規(guī)則化管控，來實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全、隱私保護，保證“外面的進不來，里面的出不去”，滿足國家監(jiān)管要求。
此外值得注意的是，隨著車輛逐漸成為四個輪子上的“數(shù)據(jù)中心”，以單車計算平臺為基礎(chǔ)的車輛智能存在諸多局限性。為此，基于智能汽車操作系統(tǒng)ICVOS2.0，國汽智控推出“路測”OS、“邊緣”的OS 孿生產(chǎn)品，最終形成“車+邊(路+邊側(cè))+云(非實時)”完善的網(wǎng)聯(lián)式計算和OS體系，形成車云協(xié)同基礎(chǔ)軟件ICVEC2.0 。
據(jù)尚進介紹，車云協(xié)同基礎(chǔ)軟件ICVEC2.0 針對當前圍繞智能汽車的“車路云網(wǎng)圖”生態(tài)、智能汽車標準開放體系、車規(guī)級產(chǎn)品、突破單車計算物理極限需求、車控實時計算等產(chǎn)業(yè)發(fā)展和需求，提出包括架構(gòu)和產(chǎn)品在內(nèi)的OS Everywhere理念，即以服務(wù)和支撐智能汽車功能為目標，在“路測”搭建智能汽車OS 架構(gòu)及感知規(guī)劃主體，支持包括傳感器、硬件、算法等開放產(chǎn)業(yè)鏈，支撐廣泛的應用開發(fā)、云服務(wù)接口開發(fā)等；基于5G+MEC、OS孿生等，延伸和擴展單車實時計算力到邊緣計算云，實現(xiàn)單車到“車邊”智能并進行協(xié)同計算。
目前，國汽智控正重點推進相關(guān)研究和產(chǎn)品示范工作，完善智能汽車的操作系統(tǒng)生態(tài)。
(原標題：國汽智控尚進：主機廠要基于產(chǎn)業(yè)鏈分工定制自己的智能汽車OS)
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