站在車企的角度看，QNX有點(diǎn)像Mobileye——盡管“易用”，但限制了車企的自主性；而Linux則有點(diǎn)像英偉達(dá)——比較“難用”，但賦予了車企很大的自主權(quán)及面向未來的兼容性。

隨著車企對(duì)軟件技術(shù)投入的加大和能力的提升，Linux在自動(dòng)駕駛市場(chǎng)的占有率大將會(huì)逐步上升，而QNX的市占率則會(huì)逐步下降；同時(shí)，對(duì)基于Linux自研OS失敗的車企而言，還有QNX這條“退路”可以依賴，這反而讓他們?cè)谧匝?/strong>OS時(shí)少了些“后顧之憂”。

值得注意的是，自研自動(dòng)駕駛OS（已取得成功）的車企或自動(dòng)駕駛公司，無論特斯拉還是Waymo、Mobileye、華為或蘋果，都有一個(gè)共同點(diǎn)：有自主研發(fā)的ASIC芯片。那么，有沒有這樣一種可能：打算自研自動(dòng)駕駛OS的車企，先從英偉達(dá)或Mobileye挖個(gè)芯片大牛來擔(dān)任自動(dòng)駕駛負(fù)責(zé)人或CTO，然后，一手抓芯片，一手抓OS？

OS的價(jià)值主要在于可以更好地分配、調(diào)度運(yùn)算和存儲(chǔ)資源，但在分布式EE架構(gòu)下，各ECU基本只處理某一項(xiàng)單一任務(wù)，并不存在資源“分配和調(diào)度”的需求；甚至連Mobileye的EyeQ 3和EyeQ 4，也只是跑單任務(wù)的ASIC，只需要處理攝像頭的數(shù)據(jù)，因此，用Tier 1的MCU就可以了，不需要高性能的OS。

MCU的代碼行數(shù)少，流程和功能簡(jiǎn)單，并且邏輯也不復(fù)雜，因此，用MCU的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)很低。

而到了域控制器時(shí)代，許多項(xiàng)功能都被集成到一顆性能強(qiáng)大的soc芯片上，尤其是，在自動(dòng)駕駛功能從L2向L2+、NOA演講的過程中，傳感器的種類和數(shù)量大幅增加、需要處理的數(shù)據(jù)量更是呈指數(shù)級(jí)增加，如此復(fù)雜的任務(wù)，簡(jiǎn)單的MCU已經(jīng)搞不定了，必須需要有一個(gè)強(qiáng)大的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)才能搞定。

從L2到L4，操作系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性、功能安全、信息安全的要求都在提高。

以往，對(duì)自動(dòng)駕駛OS關(guān)注較多的是芯片廠商、L4級(jí)自動(dòng)駕駛方案公司、特斯拉，而大部分車企對(duì)自動(dòng)駕駛OS涉獵甚少。

某美國(guó)ADAS芯片廠商市場(chǎng)部負(fù)責(zé)人告訴《九章智駕》：“我們?cè)?019年問很多車廠、Tier 1'你們對(duì)什么操作系統(tǒng)感興趣’，結(jié)果都大家都一頭霧水，沒怎么思考過。博世又很強(qiáng)勢(shì)，覺得 RTOS搭配經(jīng)典AUTOSAR的方案挺好的，但往多攝像頭發(fā)展，RTOS是否可行，沒有人知道?！?/p>

但隨著L2+、NOA/NOP等高級(jí)自動(dòng)駕駛功能逐漸成為新車的標(biāo)配，無論有沒有興趣，有進(jìn)取心的車企都必須要硬著頭皮“惡補(bǔ)”關(guān)于自動(dòng)駕駛OS的課程；個(gè)別車企甚至打算自研OS。

然而，自動(dòng)駕駛OS盡管重要，但并沒有芯片和激光雷達(dá)那么“熱門”，這也導(dǎo)致很多人對(duì)它有些誤解。比如，一旦某公司要自研自動(dòng)駕駛OS，就會(huì)被不少人解讀為“自研底層操作系統(tǒng)”，甚至有媒體的報(bào)道中會(huì)出現(xiàn)“基于Linux的底層操系統(tǒng)”這樣的硬傷。

那么，目前可用的自動(dòng)駕駛OS有哪些？車企所謂的“自研OS”究竟是什么意思？基于不同的內(nèi)核自研OS有什么區(qū)別？未來，自動(dòng)駕駛OS的話語權(quán)會(huì)掌握在誰手里？

帶著這些疑團(tuán)，筆者在去年11月中旬參加了焉知汽車組織的自動(dòng)駕駛操作系統(tǒng)論壇,并在會(huì)后跟黑莓QNX IOT事業(yè)部大中華區(qū)首席代表董淵文、地平線市場(chǎng)拓展與戰(zhàn)略規(guī)劃副總裁李星宇及大眾問問CEO張人杰等人做了深入交流。

一：狹義OS和廣義OS

首先需要厘清兩個(gè)概念：狹義OS和廣義OS。

車載智能計(jì)算平臺(tái)自下而上可大致劃分為硬件平臺(tái)、系統(tǒng)軟件（硬件抽象層+OS內(nèi)核+中間件）、功能軟件（庫(kù)組件+中間件）和應(yīng)用算法軟件等四個(gè)部分。狹義上的OS特指可直接搭載在硬件上的OS內(nèi)核；而廣義OS從下至上包括從BSP、操作系統(tǒng)內(nèi)核、中間件及庫(kù)組件等硬件和上層應(yīng)用之間的所有程序。

圖片摘自公眾號(hào)“筋斗云與自動(dòng)駕駛”

Hypervisor——一種運(yùn)行在基礎(chǔ)物理服務(wù)器和操作系統(tǒng)之間的中間軟件層，可允許多個(gè)操作系統(tǒng)和應(yīng)用共享硬件,也可叫做VMM（ virtual machine monitor ），即虛擬機(jī)監(jiān)視器。Hypervisors是一種在虛擬環(huán)境中的“元”操作系統(tǒng)。他們可以訪問服務(wù)器上包括磁盤和內(nèi)存在內(nèi)的所有物理設(shè)備。

BSP(board support package)即板級(jí)支持包，也是介于主板硬件和操作系統(tǒng)之間的一層，主要目的是支持操作系統(tǒng)，使之能夠更好的運(yùn)行于硬件主板。

OS內(nèi)核又稱為“底層OS”，提供操作系統(tǒng)最基本的功能，負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)的進(jìn)程、內(nèi)存、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、文件和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，決定著系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。

中間件，作為底層操作系統(tǒng)和這些應(yīng)用程序之間的橋梁，是對(duì)軟硬件資源進(jìn)行管理、分配和調(diào)度的平臺(tái)，充當(dāng)著軟件和硬件解耦的關(guān)鍵角色。

具體來說，中間件通常對(duì)傳感器、計(jì)算平臺(tái)等資源進(jìn)行抽象，對(duì)算法、子系統(tǒng)、功能采取模塊化的管理，通過提供的統(tǒng)一接口，讓開發(fā)人員能夠?qū)Ｗ⒂诟髯詷I(yè)務(wù)層面的開發(fā)，而無需了解無關(guān)的細(xì)節(jié)。這為開發(fā)者快速、高效、靈活地開發(fā)和集成自動(dòng)駕駛軟件提供了極大的便利。

功能軟件，包含自動(dòng)駕駛的核心功能模塊，如相關(guān)算法的編程框架（如TensorFlow、Caffe、PaddlePaddle等）。

自動(dòng)駕駛OS內(nèi)核的格局較為穩(wěn)定，主要玩家為QNX（Blackberry）、Linux（開源基金會(huì)）、VxWorks（風(fēng)河）。因打造全新OS需要花費(fèi)太大的人力、物力，目前基本沒有企業(yè)會(huì)開發(fā)全新的OS內(nèi)核。

當(dāng)前，無論是Waymo、百度、特斯拉、Mobileye，還是一眾自動(dòng)駕駛初創(chuàng)公司、車企，所謂的自研自動(dòng)駕駛OS，都是指在上述現(xiàn)成內(nèi)核的基礎(chǔ)之上自研中間件和應(yīng)用軟件。

由于基于QNX開發(fā)中間件相對(duì)簡(jiǎn)單，并且受QNX官方的約束比較大，而基于Linux開發(fā)中間件有很高的技術(shù)壁壘，開發(fā)者們也可以享有更大的自主權(quán)，因此，通常，很多公司提到的“自研OS”，都特指對(duì)Linux內(nèi)核做相應(yīng)裁剪，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)中間件和應(yīng)用軟件。

華為的AOS，究竟是基于完全自研的OS內(nèi)核還是基于Linux內(nèi)核的中間件，外界存在兩種說法：有不少人認(rèn)為是“完全自研”，但也有不少操作系統(tǒng)領(lǐng)域的從業(yè)者認(rèn)為，AOS仍是基于Linux內(nèi)核的，但對(duì)Linux的內(nèi)核做了深度裁剪、加了一些安全固件及特有的驅(qū)動(dòng)程序，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了中間件。

需要強(qiáng)調(diào)的是，“中間件”這個(gè)詞的含義略顯模糊——系統(tǒng)軟件和功能軟件里都包含了“中間件”，那企業(yè)自研的“中間件”，究竟是哪一塊呢？自研操作系統(tǒng)可分為定制型和ROM型，定制型即修改了OS內(nèi)核里的軟件及“系統(tǒng)軟件里的中間件”，而ROM型修改的范圍則僅限于“功能軟件里的中間件”。

圖片摘自“筋斗云與自動(dòng)駕駛”的知乎賬號(hào)

此外，大眾正在自研的自動(dòng)駕駛OS，也是一個(gè)廣義的OS。準(zhǔn)確地說，是一個(gè)將Linux、QNX和VxWorks等多個(gè)底層OS整合到一起的平臺(tái)。

二．OS內(nèi)核：QNX 、Linux、VxWorks

以是否對(duì)需要執(zhí)行的任務(wù)劃分優(yōu)先級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)，OS內(nèi)核可分為分時(shí)OS和實(shí)時(shí)OS兩種。前者對(duì)各個(gè)用戶/作業(yè)都是完全公平的，不區(qū)分任務(wù)的緊急性；而后者指在高優(yōu)先級(jí)的緊急任務(wù)需要執(zhí)行時(shí)，能夠在某個(gè)嚴(yán)格的時(shí)間限制內(nèi)搶占式切換到該任務(wù)上。

由于事關(guān)安全，自動(dòng)駕駛需要的實(shí)時(shí)OS。QNX和VxWorks均屬于實(shí)時(shí)OS，但Linux是分布式OS。

前段時(shí)間，有人質(zhì)疑特斯拉“拿（Linux）分時(shí)系統(tǒng)做操作系統(tǒng)，是對(duì)生命最大的不負(fù)責(zé)”，然而，這個(gè)質(zhì)疑未必成立——特斯拉的Linux系統(tǒng)是不是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，以及是否按照車規(guī)級(jí)功能安全規(guī)格開發(fā)，還有待證實(shí)。

（圖片摘自高工智能汽車）

誠(chéng)然，Linux原本是分布式OS，但Linux對(duì)應(yīng)實(shí)時(shí)性改進(jìn)的工作從未停止過。在經(jīng)過優(yōu)化后，Linux內(nèi)核也分為搶占式內(nèi)核和非搶占式內(nèi)核，其中，搶占式內(nèi)核的實(shí)時(shí)性足以滿足自動(dòng)駕駛的需求。

安霸半導(dǎo)體上海軟件研發(fā)高級(jí)總監(jiān)孫魯毅在去年8月份發(fā)的《關(guān)于中國(guó)市場(chǎng)汽車智能駕駛主控芯片操作系統(tǒng)的思考》一文種提到，2005年，Linux2.6的發(fā)布，就開始支持內(nèi)核可搶占式調(diào)度CONFIG_PREEMPT，此選項(xiàng)使得內(nèi)核態(tài)程序只要不被spinlock保護(hù)或者在中斷處理程序里，都可被更高優(yōu)先級(jí)的內(nèi)核線程搶占。

這就使得很多任務(wù)執(zhí)行的時(shí)候，任務(wù)調(diào)度延遲大大改善。默認(rèn)配置通?？梢宰龅秸{(diào)度延遲在1到幾個(gè)毫秒。實(shí)時(shí)性補(bǔ)丁CONFIG_PREEMPT_RT項(xiàng)目也已經(jīng)比較成熟，可以手動(dòng)打補(bǔ)丁添加提升內(nèi)核的實(shí)時(shí)性。這些優(yōu)化大大改善了Linux的實(shí)時(shí)性，使得Linux實(shí)際已經(jīng)成為硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。

德國(guó)不萊梅大學(xué)曾做過一項(xiàng)測(cè)試，這項(xiàng)測(cè)試表明在系統(tǒng)滿負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，Linux標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核不加任何補(bǔ)丁也不亞于常見各種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。

QNX是一個(gè)半封閉系統(tǒng)，而Linux和VxWorks均是開源系統(tǒng)。所謂“半封閉”，即QNX的內(nèi)核，客戶是不能改的，但客戶可自己編寫中間件和應(yīng)用軟件；所謂開源，即所有內(nèi)核源代碼都向客戶開放，客戶可根據(jù)自己的實(shí)際需求裁剪，可配置性很高。

Linux基金會(huì)在2012年啟動(dòng)了開源項(xiàng)目Automotive Grade Linux （簡(jiǎn)稱AGL），目前成員已經(jīng)超過100家。當(dāng)前，Linux在汽車市場(chǎng)的應(yīng)用主要在信息娛樂系統(tǒng)，不過，AGL的最終目標(biāo)，是提供滿足安全關(guān)鍵系統(tǒng)的功能安全目標(biāo)，從而服務(wù)自動(dòng)駕駛應(yīng)用。

按照AGL的設(shè)想，未來成員企業(yè)可以共享70%的代碼，另外30%則是不同品牌廠商進(jìn)行差異化開發(fā)，從而保障各自的商業(yè)化利益。

QNX早在2011年就通過了ISO26262 ASIL-D安全認(rèn)證，這是第一個(gè)通過這項(xiàng)認(rèn)證的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。與Linux的免費(fèi)不同，QNX需要商業(yè)收費(fèi)，但憑著其安全性、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性，QNX仍牢牢占據(jù)汽車嵌入式操作系統(tǒng)市占率第一的位置。

QNX是微內(nèi)核，即內(nèi)核中只有最基本的調(diào)度、內(nèi)存管理，驅(qū)動(dòng)、文件系統(tǒng)等都是用戶態(tài)的守護(hù)進(jìn)程去實(shí)現(xiàn)的。其優(yōu)點(diǎn)是超級(jí)穩(wěn)定，驅(qū)動(dòng)等的錯(cuò)誤只會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)進(jìn)程死掉，不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)都崩潰。

據(jù)黑莓QNX IOT事業(yè)部大中華區(qū)首席代表董淵文介紹，目前，通用、沃爾沃、奧迪、上汽、吉利、蔚來、理想、小鵬等均用QNX作為自動(dòng)駕駛OS。

黑莓提供給各自動(dòng)駕駛客戶的QNX系統(tǒng)是一個(gè)無差別的標(biāo)準(zhǔn)版，但BSP驅(qū)動(dòng)是定制版。

BSP包括了Bootloader（以基礎(chǔ)支持代碼來加載操作系統(tǒng)的引導(dǎo)程序）、HAL（硬件抽象層）代碼、驅(qū)動(dòng)程序、配置文檔等，是內(nèi)核與硬件之間的接口層，目的是為操作系統(tǒng)提供虛擬硬件平臺(tái)，使其具有硬件無關(guān)性，可以在多平臺(tái)上移植。

與QNX相比，Linux更大的優(yōu)勢(shì)在于開源，在各種CPU架構(gòu)上都可以運(yùn)行，可適配更多的應(yīng)用場(chǎng)景，并有更為豐富的軟件庫(kù)可供選擇，因此，具有很強(qiáng)的定制開發(fā)靈活度。

并且，Linux是宏內(nèi)核，即除了最基本的進(jìn)程、線程管理、內(nèi)存管理外，文件系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等等都在內(nèi)核里面，其優(yōu)點(diǎn)是效率高，可以充分發(fā)揮硬件的性能。

此外，Linux的免費(fèi)也對(duì)車企有很強(qiáng)的吸引力。

李星宇在演講中提到，近幾年，Linux在自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)的使用率在攀升，“科技公司、Tier 1和車企均會(huì)基于Linux進(jìn)行投入”。

但Linux內(nèi)核的的組件要比QNX復(fù)雜得多，因而穩(wěn)定性也要差得多，開發(fā)進(jìn)程中的bug經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)掛掉。因此，基于Linux做開發(fā)的門檻很高。

張人杰說：“Linux平臺(tái)有幾千萬行代碼，而這些代碼又不是你設(shè)計(jì)的，你怎么確保它的安全性？你只能是在外圍做一些加減，你對(duì)代碼的理解能力決定了你能否解決這些bug。目前，Lunix官方承認(rèn)的bug就上萬個(gè)了。在一定時(shí)間內(nèi)，這些bug問題不大。但在某些條件下，就會(huì)引起很大的麻煩?！? 

Linux遲遲未能通過ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)。相比之下，QNX的代碼和功能架構(gòu)都比較簡(jiǎn)單，代碼也總共只有30萬行代碼，出現(xiàn)故障的可能性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Linux。

《高工智能汽車》在最近的一篇文章中還提到了基于Linux做開發(fā)的兩大挑戰(zhàn)：

1.作為開源的操作系統(tǒng)，Linux在被用于安全關(guān)鍵系統(tǒng)時(shí)，在代碼庫(kù)不斷更新的情況下，存在安全認(rèn)證失效的問題，因此，汽車制造商需要不斷重新做安全認(rèn)證，但這可能會(huì)帶來額外的成本支出。

2.后續(xù)的補(bǔ)丁管理和版本對(duì)齊過于復(fù)雜。一家早期選擇AGL的汽車制造商工程師表示，至少有4家Tier 1為他們的特定產(chǎn)品提供了不同版本的Linux內(nèi)核，這意味著他們需要為不同的補(bǔ)丁管理4個(gè)不同的AGL內(nèi)核。為擺脫這些麻煩，他們正在為下一代產(chǎn)品從AGL轉(zhuǎn)向QNX作準(zhǔn)備。

既然如此，Waymo、特斯拉、百度和Mobileye為何還要基于Linux做開發(fā)？成本考慮是一方面，更重要的，是為了減少對(duì)軟件供應(yīng)商的依賴，“這些代碼都是開源的，而我的能力又足夠強(qiáng)，可以在性能優(yōu)化上做更多的工作?！?/strong>

特斯拉就嘗到了采用Linux4.4開源操作系統(tǒng)做開發(fā)的好處。由于自己完全掌握核心技術(shù)，不必受制于操作系統(tǒng)廠商，每次只要一發(fā)現(xiàn)問題便立即通過OTA進(jìn)行快速修正與升級(jí)，提升用戶體驗(yàn)。

簡(jiǎn)而言之，站在車企的角度看，QNX有點(diǎn)像Mobileye——盡管“易用”，但限制了車企的自主性；而Linux則有點(diǎn)像英偉達(dá)——比較“難用”，但賦予了車企很大的自主權(quán)及面向未來的兼容性。

隨著車企對(duì)軟件技術(shù)投入的加大和能力的提升，Linux在自動(dòng)駕駛市場(chǎng)的占有率大將會(huì)逐步上升，而QNX的市占率則會(huì)逐步下降。

風(fēng)河VxWorks的實(shí)時(shí)性已經(jīng)在航空電子、醫(yī)療電子和工業(yè)安全等領(lǐng)域的幾十億臺(tái)設(shè)備上得到了充分的驗(yàn)證。風(fēng)河高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理王鵬在此前的一次直播中說：任何“實(shí)時(shí)”Linux 的實(shí)時(shí)性都無法跟 VxWorks 相比。

VxWorks也是開源的。VxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)由400多個(gè)相對(duì)獨(dú)立、短小精悍的目標(biāo)模塊組成，但用戶可獲所有源代碼并根據(jù)需要對(duì)OS內(nèi)核在源代碼層面進(jìn)行裁剪和配置。

VxWorks的影響力主要在航空電子，汽車板塊在其營(yíng)收中占比的不高，因此，此前，風(fēng)河的資源重點(diǎn)并沒有放在汽車市場(chǎng)上。但近些年，風(fēng)河對(duì)汽車業(yè)務(wù)的投入力度正在加大。

風(fēng)河不光是能夠直接賣商用性的產(chǎn)品，它也會(huì)提供專業(yè)定制化服務(wù)。在奧迪A8的項(xiàng)目中，風(fēng)河除了提供VxWorks，還為TTTech汽車業(yè)務(wù)分公司提供了開發(fā)板卡支持包、中間件開發(fā)和網(wǎng)絡(luò)棧集成。

寶馬-ME-英特爾聯(lián)盟的自動(dòng)駕駛OS內(nèi)核，一度采用了VxWorks?，F(xiàn)代的自動(dòng)駕駛量產(chǎn)車上也在使用Vxworks。

2018年10月，風(fēng)河宣布其將為TTTech Auto最新版本的安全軟件平臺(tái)MotionWise提供支持，用于自動(dòng)駕駛應(yīng)用。

2019年2月，VxWorks通過了ISO 26262 ASIL-D認(rèn)證。

VxWorks雖然和Linux同為開源系統(tǒng)，但兩者的區(qū)別在于：后者是免費(fèi)的，前者則要收取一筆高昂的授權(quán)費(fèi)，開發(fā)定制成本也很高，這限制了其市場(chǎng)占有率的增長(zhǎng)。

當(dāng)然，各種自動(dòng)駕駛OS之間并非截然對(duì)立的關(guān)系。

如百度的Robotaxi系統(tǒng)，一個(gè)比較普遍的說法是“在Linux內(nèi)核上運(yùn)行”，但賽靈思系統(tǒng)架構(gòu)師兼市場(chǎng)總監(jiān)毛廣輝的說法是：感知部分是在Linux行運(yùn)行，而非感知部分則是在QNX上運(yùn)行?！?/strong>

奧迪A8上用了至少兩套自動(dòng)駕駛OS，其中英偉達(dá)的Tegra K1芯片上用的是Linux內(nèi)核，而英特爾的FPGA Cyclone上用的是VxWorks內(nèi)核。

簡(jiǎn)單地說，車企在選擇OS內(nèi)核時(shí)，主要考慮開放性、可擴(kuò)展性、易用性、安全性、可靠性及成本等因素，再結(jié)合自己的需求及能力體系來做權(quán)衡。

各OS內(nèi)核的簡(jiǎn)單比較如下：

三．中間件：廠商提供or自研

在自動(dòng)駕駛OS內(nèi)核廠商中，風(fēng)河還會(huì)為車企提供定制化的中間件。奧迪A8的FPGA Cyclone上跑的中間件，便由風(fēng)河提供。此外，寶馬—Mobileye—英特爾三方合作的項(xiàng)目中的中間件，也一度由風(fēng)河提供。

但對(duì)車企或自動(dòng)駕駛公司來說，使用OS廠商提供的中間件，只是權(quán)宜之計(jì)。到后面，每家公司都需要基于一個(gè)安全的內(nèi)核來做符合自己獨(dú)特需求的中間件。

如Mobileye在去年年底宣布，正在為下一代EyeQ?5芯片切換到基于Linux的操作系統(tǒng)做最后的量產(chǎn)準(zhǔn)備。按照Mobileye的說法，“寶馬作為量產(chǎn)搭載客戶之一，已經(jīng)對(duì)這套系統(tǒng)進(jìn)行了全方位的安全評(píng)估和嚴(yán)格測(cè)試”。

《高工智能汽車》在最近的報(bào)道中點(diǎn)評(píng)道：“對(duì)于Mobileye來說，這也是其開放戰(zhàn)略的關(guān)鍵一步。EyeQ5操作系統(tǒng)從之前專有的、定制的操作系統(tǒng)切換到Linux，將增加后續(xù)客戶定制化開發(fā)的靈活性，同時(shí)向AGL超過100多家成員企業(yè)進(jìn)行開放?！?/p>

張人杰說：“一個(gè)車企相比于另一個(gè)車企技術(shù)的差異性、先進(jìn)性，在很大程度上取決于你的整體框架，而框架又取決于OS的中間件組合，各種不同中間件最終組成了你的基礎(chǔ)框架?！?/p>

因此，對(duì)車企或自動(dòng)駕駛公司來說，自研中間件，不是你愿不愿意的事情，而是你必須去做的事。有進(jìn)取心的車企，基本都在自研自動(dòng)駕駛OS的中間件，只不過有的車企說出來了，有的沒說而已。 

QNX可為客戶提供一部分中間件，但大部分中間件還是靠客戶自己/委托第三方開發(fā)。只不過，由于基于QNX開發(fā)中間件相對(duì)簡(jiǎn)單，算不上多牛逼的事情，因此，很少有公司會(huì)在PR中強(qiáng)調(diào)自己開發(fā)了基于QNX的中間件。

如果使用Linux內(nèi)核，則中間件就只能全部由自己來搞定了。這是一條更有價(jià)值、但也注定更艱辛的路。

張人杰說：“基于QNX內(nèi)核做開發(fā)，車企是通過做加法的過程完成中間件的設(shè)計(jì)；而基于Linux做開發(fā)，則是先做減法、再做加法，難度顯然要大得多。”（做減法的過程中，稍有不慎，就可能把重要的內(nèi)容給裁剪掉。）

據(jù)前百度自動(dòng)駕駛部門骨干成員透露，百度在跟車企合作的自主泊車項(xiàng)目上應(yīng)車廠的要求而采用了QNX內(nèi)核；但在要求更高的Robotaxi上，則基于Linux內(nèi)核開發(fā)中間件。

百度開發(fā)的中間件并非是一個(gè)全新的系統(tǒng)，而是基于開源系統(tǒng)ROS做裁剪、打補(bǔ)丁，但這里仍然存在很高的技術(shù)壁壘。

ROS的前身是斯坦福人工智能實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人項(xiàng)目的STAIR，后來由Willow garage 組織維護(hù)，它是免費(fèi)開源框架，軟件架構(gòu)很清晰。原生的ROS本是機(jī)器人OS，并不能直接滿足無人駕駛的所有需求，但百度針對(duì)原生ROS的弊端一一做了優(yōu)化：

1. 原生ROS各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間互相通信，需要依賴一個(gè)統(tǒng)一的ROS Master作為中轉(zhuǎn)。如果ROS Master出問題了，則任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信便受到影響。

針對(duì)這個(gè)問題，百度Apollo 采用一種叫RTPS 的服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議，對(duì)ROS做了“去中心化”改造。即現(xiàn)在的rosnode接口不再依賴于一個(gè)獨(dú)立的master來進(jìn)行管理，而是將其全部放置與一個(gè)公共域demain中，域中的每個(gè)rosnode都有域中其他節(jié)點(diǎn)的信息，這樣就可以消除單點(diǎn)故障。

2. ROS 傳遞的消息不支持向前兼容，接口兼容性問題會(huì)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的使用造成很大的影響。在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，海量的歷史數(shù)據(jù)是寶庫(kù)，如果用不了，就造成極大的浪費(fèi)。

對(duì)這一問題，百度Apollo框架采用的方案是使用開源的protobuf封裝成ROS msg，來代替原生的ROS msg， protobuf 提供了良好的消息向前兼容性。

3. 如果一個(gè)ROS節(jié)點(diǎn)被挾持，黑客可以通過這個(gè)節(jié)點(diǎn)將資源耗盡，進(jìn)而將這個(gè)系統(tǒng)搞垮。ROS node和node之間的消息被截獲或者偽造，那么自動(dòng)駕駛汽車可能會(huì)被黑客控制。

針對(duì)這一問題，百度采用linux container 這種輕量級(jí)虛擬化技術(shù)，把每個(gè)ROS Node 放入沙盒，限制每個(gè)ROS node 權(quán)限。節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)的通信消息可以進(jìn)行加密解密處理，防止中間人攻擊。

除了百度的Apollo，博世、寶馬、nuTonomy、Autoware和Udacity等公司也基于ROS開發(fā)自動(dòng)駕駛技術(shù)。

第三方軟件公司Apex公司基于ROS 2.0開發(fā)自動(dòng)駕駛軟件，該公司花大量精力對(duì)ROS 2.0進(jìn)行優(yōu)化。在2019年2月份，Apex拿到了豐田、沃爾沃、捷豹路虎、海拉等車企和Tier 1的投資，這意味著，這些公司也在考慮使用ROS 開發(fā)自動(dòng)駕駛技術(shù)。

但基于Linux內(nèi)核和ROS中間件做開發(fā)這條路走起來會(huì)特別艱辛。

去年年底，某先前一直基于ROS做開發(fā)的自動(dòng)駕駛明星初創(chuàng)公司宣布改用QNX的方案，對(duì)方的工程師給出的理由是：“QNX系統(tǒng)更安全，并且在可靠性和穩(wěn)定性上有更大的保證”。

看來，在基于Linux自研OS失敗后，車企及自動(dòng)駕駛公司還有QNX這個(gè)“退路”可以依賴，這反而使他們?cè)谧匝蠴S時(shí)少了些“后顧之憂”。

不過，中途從Linux 切換至QNX引發(fā)的工作量特別大。首先，兩個(gè)內(nèi)核的差異很大，這意味著，之前基于Linux開發(fā)的中間件現(xiàn)在都不能用了，得從頭再來；此外，功能軟件和算法遷移、優(yōu)化的工作量也很大，甚至，有一些算法是需要做大幅度修改的。

因此，最各自動(dòng)駕駛公司/車企來說，基于哪個(gè)內(nèi)核做中間件的開發(fā)，最好能從一開始就對(duì)自己的需求、能力體系、風(fēng)險(xiǎn)承受能力做一個(gè)充分的評(píng)估，然后再選擇最適合自己的方案。

四．自動(dòng)駕駛OS的話語權(quán)會(huì)掌握在誰的手里？

那么，對(duì)車企來說，選擇用什么內(nèi)核做開發(fā)，是否完全可以自己說了算呢？這個(gè)問題的答案，有多個(gè)不同的版本。

董淵文的說法是，QNX已跟英偉達(dá)、高通等自動(dòng)駕駛芯片廠商之間建立起深度合作，但跟英偉達(dá)是弱綁定，而跟高通是強(qiáng)綁定。即英偉達(dá)可以在Xavier、Orin中預(yù)集成QNX,但也會(huì)給車企自主選擇權(quán)；而高通Snapdragon Ride的客戶則只能用QNX作為自動(dòng)駕駛OS，“沒有自主選擇權(quán)”。

一自動(dòng)駕駛初創(chuàng)公司的工程師說，他們使用的QNX是黑莓和芯片廠商針對(duì)特定芯片集成優(yōu)化后的版本，保證在該芯片上可以達(dá)到最優(yōu)的系統(tǒng)性能。

張人杰認(rèn)為，QNX跟英偉達(dá)和高通的捆綁，很容易理解。“一個(gè)OS做出來了還不夠，想要獲得成功，其核心點(diǎn)還在于建立一個(gè)強(qiáng)大的生態(tài)（軟件+硬件）。沒有強(qiáng)大的芯片，先進(jìn)OS的優(yōu)勢(shì)也發(fā)揮不出來。在行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的前期，OS廠商一定要跟芯片廠商形成非常強(qiáng)的戰(zhàn)略耦合?！?/p>

這種綁定，是雙贏，不僅OS廠商可以通過跟芯片廠商的綁定做大軟件的安裝量，芯片廠商通過跟安全可靠的OS捆綁，也會(huì)讓芯片更好賣。

但某自動(dòng)駕駛芯片廠商CMO認(rèn)為，這只是一種過于樂觀的假設(shè)，“對(duì)QNX來說，只有全面擁抱芯片公司，芯片公司才能把你的OS推給OEM，但OEM就非得選你嗎?”

這位CMO說：“現(xiàn)階段，QNX是性價(jià)比最高的方案，但如果你不是足夠好的話，哪怕芯片廠商再怎么推，OEM也不會(huì)選你，然后，芯片廠商也會(huì)轉(zhuǎn)而扶持另一家OS廠商。Windows以后，再在任何行業(yè)出現(xiàn)下一個(gè)如Windows這種有話語權(quán)的OS的可能性非常低?！?/p>

博世AI部門一位管理人員說：“芯片不會(huì)愿意被某一個(gè)OS給綁死的，除非芯片就是這家OS廠商自己的，像蘋果的M1之于MacOS。”

安霸孫魯毅曾在文章中提到：“汽車市場(chǎng)的OS選擇主要來自于開發(fā)團(tuán)隊(duì)的經(jīng)驗(yàn)積累，或者來自于主控芯片廠的SDK的默認(rèn)支持?！彼^默認(rèn)支持，即芯片廠商的SDK基于哪個(gè)OS開發(fā)的，就決定了車企只能用什么OS。

但也有許多人并不認(rèn)同這種說法。

如某主機(jī)廠自動(dòng)駕駛負(fù)責(zé)人說：“OS通過中間件可以和芯片在軟件上解耦?！?/p>

某自動(dòng)駕駛初創(chuàng)公司工程師說：“自動(dòng)駕駛芯片廠商的SDK通常不會(huì)只適配一個(gè)OS，客戶主要還是根據(jù)自己的需求選擇最合適的OS。我們用英偉達(dá)的芯片，但QNX和Linux的OS我們都使用過，不存在被芯片供應(yīng)商綁架的問題。”

上述芯片廠商CMO說：我們推出的SDK會(huì)兼容多個(gè)不同的OS。如果客戶有某種特殊要求，我們會(huì)額外增加。

國(guó)內(nèi)操作系統(tǒng)初創(chuàng)公司國(guó)汽智控CEO尚進(jìn)在接受《甲子光年》采訪時(shí)說，國(guó)汽智控對(duì)整車廠的一大吸引力便是“不綁定芯片供應(yīng)商”“華為、地平線、黑芝麻以及英偉達(dá)都是我們的合作伙伴”。

總的來說，對(duì)使用什么樣的OS，車企和芯片公司的話語權(quán)是高于OS廠商的。一位受訪者說：“話語權(quán)來自于誰離用戶更近，OS當(dāng)然有一定的決定權(quán)，但OS提供的只是基礎(chǔ)功能，應(yīng)用層都是車企一方做的，因?yàn)樗x用戶最近，知道用戶需要什么?！?/strong>

董淵文在演講中提到：“QNX沒有自己的Roadmap，主機(jī)廠的意志和錢，決定了QNX的Roadmap。”這也印證了“車企的話語權(quán)更大”一說。

不過，地平線CEO余凱認(rèn)為，如果在未來出現(xiàn)一個(gè)“智能汽車OS”，將自動(dòng)駕駛OS和智能座艙OS整合到一起，并建立起強(qiáng)大的開發(fā)者生態(tài)和應(yīng)用生態(tài)，則這個(gè)OS在車企面前會(huì)有比較大的話語權(quán)。

國(guó)汽智控副總裁楊柯和地平線市場(chǎng)拓展與戰(zhàn)略規(guī)劃副總裁李星宇都提到一個(gè)觀點(diǎn)：從IT時(shí)代30來年的歷史看，通常，一款OS只會(huì)基于一款硬件架構(gòu)進(jìn)行深度打磨，無論P(yáng)C時(shí)代的win-tel還是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的安卓—ARM都是如此。你很難在ARM上面把windows優(yōu)化得特別到位，也很難在x86架構(gòu)上面把安卓?jī)?yōu)化得非常到位。

李星宇說：“目前，自動(dòng)駕駛OS還處于百家爭(zhēng)鳴的階段，隨著競(jìng)爭(zhēng)的加劇，會(huì)跑出一個(gè)玩家來把底層OS和芯片深度打磨，實(shí)現(xiàn)最佳的體驗(yàn)。屆時(shí)， 自動(dòng)駕駛OS市場(chǎng)就從百舸爭(zhēng)流變成一枝獨(dú)秀?！?/strong>

在智能手機(jī)時(shí)代，蘋果是自研OS和芯片并深度打磨的代表，而在自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)，截至目前，這樣的玩家有五家：Waymo、特斯拉、蘋果、Mobileye、華為。其中，蘋果是唯一一家自研OS內(nèi)核的玩家。

只做芯片的話，應(yīng)用節(jié)奏會(huì)受制于OS廠商的進(jìn)度；而只做OS的話，性能優(yōu)化

會(huì)受制于芯片廠商的節(jié)奏。但兩個(gè)都自己做，就不存在這種顧慮了。微軟在去年年底決定自研PC芯片，在很大程度上就是這個(gè)動(dòng)機(jī)。

Waymo、特斯拉、蘋果三家的OS和芯片雖然牛逼，但都是為自有業(yè)務(wù)服務(wù)的，不外供；而Mobileye、華為卻定位為Tier 1，Mobileye的芯片算力較低，在L4市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力不足，因此，以當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)格局看，華為是L4市場(chǎng)上唯一同時(shí)具備自動(dòng)駕駛芯片與OS的供應(yīng)商。

華為的MDC810是已量產(chǎn)自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)中算力最高的一款，并且，MDC平臺(tái)上使用的CPU也是自研的；其自動(dòng)駕駛OS內(nèi)核已獲得業(yè)界 Safety 領(lǐng)域最高等級(jí)功能安全認(rèn)證（ISO 26262 ASIL-D）。據(jù)了解，華為的自動(dòng)駕駛OS將在北汽極狐的阿爾法S上率先商用。

最近，有人戲稱要提供操作系統(tǒng)的華為“不僅僅是Tier 1，而且還是tier 0”——構(gòu)建以自己為中心的完整的生態(tài)，最終成為智能汽車時(shí)代的“微軟”。

某OS產(chǎn)業(yè)資深人士說，接下來，華為的目標(biāo)應(yīng)是在該內(nèi)核之上搭建很多中間件和應(yīng)用框架、應(yīng)用程序，并確保這些組件也能達(dá)到功能安全要求。此外，為了吸引更多的開發(fā)者，華為還需要打造出一套穩(wěn)定高效的工具鏈。

在談到華為“芯片+OS”的格局時(shí)，一位從華為跳槽到博世的工程師說：“沒芯片、沒OS，是博世跟華為最大的差距；其中，在從分布式架構(gòu)走向集中式架構(gòu)的過程中，OS比芯片更加重要，這個(gè)是真正的大腦。博世如果搞不定這些東西的話，到后面只會(huì)越來越被動(dòng)。”

再開個(gè)腦洞：蘋果一度聲稱自己不造車，而是生產(chǎn)和銷售“自動(dòng)駕駛系統(tǒng)”。假如有朝一日蘋果增加了To B業(yè)務(wù)，也要做Tier 1了，那這個(gè)市場(chǎng)就更加熱鬧了。

當(dāng)然，若華為、Waymo都造車，則其Tier 1身份便可能“保不住”，這樣，則華為、Waymo都跟特斯拉和蘋果一樣，成為自研芯片+OS的汽車制造商；而Mobileye則成為唯一一家自研芯片+OS的供應(yīng)商，接下來，Mobileye的挑戰(zhàn)在于，如何盡快推出高算力的自動(dòng)駕駛芯片。

未盡之語：

自動(dòng)駕駛OS市場(chǎng)的玩家數(shù)量正在快速增加。

長(zhǎng)期以來，提起斑馬網(wǎng)絡(luò)的AliOS，業(yè)內(nèi)的第一反應(yīng)都是“智能座艙操作系統(tǒng)”，但在2020年底，斑馬網(wǎng)絡(luò)公司獲得了德國(guó)萊茵TüV Rheinland頒發(fā)了的ISO 26262汽車功能安全管理體系認(rèn)證證書，其證書的等級(jí)為“ASIL-D”等級(jí)，當(dāng)時(shí)，新聞通稿中說“這標(biāo)志著斑馬整體研發(fā)體系符合汽車功能安全最高等級(jí)要求，為打造更加安全的智能駕駛操作系統(tǒng)提供關(guān)鍵保障”。

看來，AliOS并不甘心只做智能座艙操作系統(tǒng)，它有著更大的野心。

上個(gè)月，全球最大Linux系統(tǒng)廠商——紅帽公司宣布，計(jì)劃為汽車行業(yè)創(chuàng)建一個(gè)新的基于Linux的企業(yè)級(jí)操作系統(tǒng)，并提供從“信息娛樂到輔助駕駛系統(tǒng)”的一系列ISO 26262認(rèn)證。

也是在最近，Tier 1采埃孚和TTTech Auto也被曝出正在開發(fā)操作系統(tǒng)和軟件生態(tài)系統(tǒng)。采埃孚都入局了，博世和大陸還會(huì)遠(yuǎn)嗎？也許，說不定博世已經(jīng)在開發(fā)自動(dòng)駕駛OS了？

此外，有些“出人意料”的是，曾在去年將乘用車自動(dòng)駕駛和卡車自動(dòng)駕駛技術(shù)分別交給英偉達(dá)和Waymo的戴姆勒公司，也在4月中旬宣布將建設(shè)軟件中心，自主研發(fā)操作系統(tǒng)。

不過，市場(chǎng)上是否真的需要這么多的“自研自動(dòng)駕駛OS”（特指基于Linux的自研）呢？

從構(gòu)建開發(fā)者生態(tài)及產(chǎn)品性能優(yōu)化的角度考慮，OS市場(chǎng)需要一定的集中度，這樣才能確保買家OS廠商都能“分到”足夠多的開發(fā)者，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)更大的裝機(jī)量。

由于汽車市場(chǎng)的體量足夠大，幾家頭部OS廠商們均有機(jī)會(huì)建立起龐大的開發(fā)者生態(tài)，實(shí)現(xiàn)很大的裝機(jī)量，但自研OS的車企，面臨的挑戰(zhàn)則要大得多。

車企自研的OS，更多是“自產(chǎn)自銷”，并不會(huì)對(duì)外開放，哪怕車企愿意開放，友商們也未必愿意使用。某車企高級(jí)總監(jiān)在接受《甲子光年》采訪時(shí)說：“這意味著當(dāng)銷量不足以分?jǐn)傑浖到y(tǒng)的開發(fā)成本時(shí)，自主軟件將無法實(shí)現(xiàn)迭代更新，甚至維護(hù)?！?/p>

此外，我們發(fā)現(xiàn)，自研自動(dòng)駕駛OS（并取得成功）的車企或自動(dòng)駕駛公司，無論特斯拉還是Waymo、Mobileye、華為或蘋果，都有一個(gè)共同點(diǎn)是：有自主研發(fā)的ASIC芯片。

董淵文曾在論壇的演講中道破其中的玄機(jī)：“特斯拉因?yàn)橛玫氖亲匝械腁SIC芯片，很多算法并不需要靠Linux去調(diào)度，因此，使用Linux做自動(dòng)駕駛開發(fā)相對(duì)比較容易，但對(duì)其他廠商則不然?！?/p>

所以，也許，車企能在自研自動(dòng)駕駛OS上取得成功的前提是，有自研的ASIC芯片？

正在自研自動(dòng)駕駛OS的大眾，已于近日被曝出計(jì)劃自研自動(dòng)駕駛芯片——大概率也會(huì)是ASIC。奔馳沒有芯片，但他們正在跟英偉達(dá)深度合作，那么，后續(xù)開發(fā)自動(dòng)駕駛OS會(huì)不會(huì)也跟英偉達(dá)合作？

有幾家中國(guó)車企也打算自研自動(dòng)駕駛OS，對(duì)他們來說，自研用于自動(dòng)駕駛的ASIC芯片也是勢(shì)在必行？

我的同事孫利老師有這樣一個(gè)判斷：接下來，芯片人才在自動(dòng)駕駛?cè)Φ牡匚粫?huì)越來越高，很多自動(dòng)駕駛負(fù)責(zé)人會(huì)從芯片行業(yè)產(chǎn)生。 那么，有沒有這樣一種可能：打算自研自動(dòng)駕駛OS的車企，先從英偉達(dá)或Mobileye挖個(gè)芯片大牛來擔(dān)任自動(dòng)駕駛負(fù)責(zé)人或CTO，然后，一手抓芯片，一手抓OS？

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