中国车用操作系统亟需开源共建“根社区”

2024-12-24

曾被无数软件开发者推崇的Slogan——“开源无国界”,在短短一朝之间,便被浓重的阴影所遮蔽。这一切的起因,要追溯到数周之前,Linux社区毫无预兆地采取了一项行动,除名了11位俄罗斯开发人员。而本月初,美国政府宣布了对华半导体出口管制措施新规,将140余家中国企业加入贸易限制清单。中国互联网协会、中国半导体行业协会、中国汽车工业协会、中国通信企业协会密集发声表示,美国汽车芯片产品不再可靠、不再安全。
  操作系统与芯片是汽车产业数字基础底座的核心关键,关系到汽车智能化、网联化和电动化。尤其是车用操作系统,作为汽车芯片应用的核心平台,帮助芯片技术的迭代和升级,直接影响汽车芯片的安全性、可靠性以及芯片产业的生态构建。
  但Linux开源社区的此次事件,为汽车行业敲响了警钟。一旦开源社区出现问题,如技术封锁或社区分裂等,基于其开发的车用操作系统将面临不可预测的后果。当开源社区的决策受到非技术因素影响时,依赖其上而构建的产业数字底座的安全性便面临巨大风险。若中国汽车产业过度依赖国外开源“根社区”,一旦国际局势发生变化,可能面临操作系统供应中断、技术支持缺失等问题,严重影响汽车产业的正常运转。因此,整个汽车业界需要认清一个现实:开源无国界,但开源社区的“根”有国界。


       掌握“灵魂” 亟需建立车用操作系统新生态
  操作系统可以是开源的,也可以是闭源的。目前,在车用操作系统领域,不乏企业选择闭源。不过,在中国汽车工业协会常务副会长兼秘书长付炳锋看来,车用操作系统正在面临着创新速度与技术迭代、安全性和可靠性、兼容性和标准化等三大主要挑战。当前,闭源的商用车用操作系统产品技术标准不一致、更新速度慢,各供应商和整车企业投入大量资源重复研发,不利于行业资源的有效利用。整车企业需要有充分兼容性和标准化的操作系统产品,以提高开发效率、降低研发成本。因此,亟须建立平台统一、软硬解耦、开放高效、快速迭代的车用操作系统新生态。
  一般而言,车用操作系统分为安全车控、智能驾驶与车载三类。其中,安全车控操作系统是面向传统车辆控制领域,保证汽车安全性、可靠性与基础功能的重要支撑。主要负责对车辆整体的硬件控制,确保车辆各部件有条不紊地协同工作,包括像发动机、变速器、底盘等关键动力与行驶部件的控制,以及车身电器设备(如车灯、雨刮器、车门锁等)的控制。其中涉及实时接收各类传感器传来的车辆状态信息(如车速传感器反馈的速度数据、轮速传感器的轮速情况等),然后依据既定的控制逻辑精准地调控车辆相应部件的动作,具有很强的实时性和可靠性要求,以保障车辆行驶的稳定性和安全性。
  智能驾驶操作系统聚焦于智能驾驶相关功能实现,整合处理来自摄像头、激光雷达、毫米波雷达等大量传感器采集的环境信息,进行目标识别、环境感知、路径规划以及决策控制等操作,对于计算能力、数据处理速度以及算法的精准性要求极高。
  车载操作系统通常是指用于管理车载信息娱乐、导航、多媒体播放以及为驾乘人员提供交互界面等功能的操作系统,主要侧重于提升车内人员的乘坐体验,满足出行过程中的信息和娱乐等方面的需求。
  目前,在新一轮智能网联技术变革浪潮中,国内外汽车厂商都将车用操作系统的研发与应用置于战略高度,视其为推动汽车智能化的关键动力,而安全可控的车用操作系统既协调发动机的动力输出、制动系统的制动操作、转向系统的角度控制等,确保车辆行驶安全、稳定且高效,同时也支撑着智能驾驶、智能座舱等各类智能化应用的运行,已跃升为汽车技术生态的核心要素,尤为重要。
  开源共建是打造中国车用操作系统的最优解
  随着智能网联汽车快速发展,用户需求的持续更新、解决方案的持续优化、硬件平台的不断发展、创新技术的持续导入,使得车用操作系统的开发和应用已经很难跟上节奏。在此趋势下,整车企业往往面临着多个产品线、多个技术方案、多种芯片的复杂排列组合,芯片的适配、软件的集成和测试、操作系统的配置、多平台之间的迁移等不仅带来工作量的增加,也带来技术风险的增加。在汽车智能化发展过程中,如何平衡新技术与安全要求、研发的快速迭代与软件质量体系要求,是全行业面临的严峻挑战。
  付炳锋认为,开源是最具规模效应的生态,也是提高协同研发效率的全局最优解。通过开源平台的建设,汇聚行业内的技术力量,优化创新要素配置,形成强大的研发合力,加快推动新技术的开发和验证,既可以解决重复造轮子问题,减少和降低企业自身的技术局限和试错成本,又可以避免技术封闭造成的低效率,加速技术的研发迭代和创新速度。
  中国一汽研发总院高端汽车集成与控制全国重点实验室基础软件课题组组长李岩表示,通过基础软件的开源,我们能够与国内外企业共同推动技术标准化,减少重复开发,降低成本,提高研发效率。积极参与开源社区的建设和协作也是推动一汽研发能力进步的关键方式。
  长安汽车底层软件副总工程师文洋认为,车用操作系统开源将有助于推动中国汽车产业自主创新和技术进步,增强产业链供应链的安全性和可控性。同时,开源可以促进形成统一的技术标准,降低开发成本,加速产品上市速度。
  吉利公司也高度重视车用操作系统的开源发展,吉利汽车研究院总院软件开发部长蔡伟杰表示,开源不仅促进了技术的透明度和协作,也加速了创新的步伐。通过开源,业界可以共同解决技术挑战,提升整体生态系统的稳定性和安全性。
  在车用操作系统领域,中国汽车产业已经积极行动起来。2023年2月,中国汽车工业协会发起中国车用操作系统开源共建计划,中国电科集团旗下普华基础软件开源了首个智能驾驶操作系统微内核;今年6月18日,开放原子开源基金会、中国汽车工业协会、普华基础软件联合中国一汽、东风汽车、长安汽车等10余家整车及芯片企业共同启动了国内首个规模化、量产级的开源安全车控操作系统小满项目。目前,在开放原子开源基金会AtomGit平台,可访问全部功能协议栈源代码,免费申请工具链使用安装包,查阅基于芯片的可运行示例工程,以及相关的手册文档等。
  开放原子开源基金会秘书长助理兼运营部部长李博表示,我们欣喜地看到,汽车行业在数字化转型过程中,积极拥抱开源、贡献开源。小满安全车控操作系统是普华基础软件深耕车用操作系统16年的经验和成果,具有很高的技术价值和生态价值。小满项目的开源,是对开源文化的高度认同,是对开源模式的坚定信心,更是对技术协作创新的深入探索。
  谁参与共建?如何共建?
  消费者看不到摸不着的车用操作系统,其实需要产业各方积极参与,形成一个开放、共享、合作的产业生态。中国电科集团总监李海鹏认为,基于小满安全车控操作系统开源,推动与汽车企业、芯片企业、软件企业、高校科研院所等协同合作,可实现资源共享,构建开源开放、合作共享的产业生态体系,助力车企平台化战略和研发效率提升。
  目前,一部分相关企业已经积极参加小满开源社区。李岩表示,对一汽而言,加入开源社区有助于加速技术创新和产品迭代,提升整个车控基础软件开发的技术水平,同时可以加强与行业伙伴的合作,形成更适合一汽、更适合国内车企的行业生态。一汽可以为开源小满提供量产项目经验和技术成果,更愿意第一个响应小满开源共建的号召,积极主动扩大社区影响力,避免开源项目遭遇社区活力不足进展缓慢等问题,保障社区健康发展。
  文洋认为,小满是中国首个规模化、量产级安全车控操作系统开源项目,具备高安全性设计、实时性和高性能、兼容性和扩展性、规模化和量产级能力、生态系统支持以及智能驾驶环境应用等多重优势。长安将积极响应国家战略部署,积极参与开源共建,与广大合作伙伴共同打造开放、安全、高效的车控操作系统。
  蔡伟杰表示,小满安全车控操作系统提供了一个统一的平台,促进了不同厂商之间的技术共享与合作,有助于提升车载系统的安全性和可靠性。对于吉利而言,开源小满能够为吉利自研的GOS基础软件平台开发,提供了更多的借鉴和可能性。吉利愿意在代码审查、功能扩展以及安全测试等方面为开源小满提供支持,确保其能够健康、稳步地发展。
  阿里达摩院相关负责人透露,在小满上线的开源代码仓库中,玄铁贡献了新32位(RV64ILP32)代码,通过该技术,小满已可实现支持RVA(B) Profiles和SBI标准规范。
  紫光同芯相关负责人表示,小满车控操作系统的开源为紫光同芯提供了宝贵的适配、测试验证平台。紫光同芯可以基于该操作系统进行芯片适配、驱动软件及工具链开发,从而为用户提供更加稳定、更加易用、更加高效的整体解决方案。
  值得关注的是,除了中国企业之外,外资相关企业也积极参与进来。“小满作为行业内第一个开源的安全车控操作系统,对产业推进意义和价值巨大,一方面能够引导产业内上下游生态伙伴,能够以标准的软件架构和接口来开发车控软件,产生巨大的协同价值,加速产业的快速发展;另一方面,操作系统标准开源也推动了控制器、模块、芯片、整车的快速迭代。”国际芯片厂商恩智浦(NXP)明确表示,非常愿意参与并贡献自己的力量,在硬件和基础软件层面一起协同,为中国车用操作系统的发展添砖加瓦。
  全球半导体解决方案供应商瑞萨电子明确表示,针对开源小满,瑞萨车用MCU团队愿意提供已有的开源资料,并且支持小满系统和瑞萨产品的全面适配,让大家知道瑞萨汽车微处理器产品的同时,也可以支持国产开源小满的持续更新迭代与完善。
  开源共建道阻且长 需更多中国企业行动起来
  车用操作系统是中国汽车产业从汽车大国迈向汽车强国必须攻克的战略要地,虽然一部分企业已经积极参与开源社区建设,但操作系统是一个庞大的系统工程,开发难度大、周期长、成本高、生态建设缓慢,开源社区的繁荣离不开多方参与者的共同努力。比如,在车控操作系统开源社区的共建中,需要汽车制造商、零部件供应商、软件开发者、高校、科研机构以及政府等各方力量的积极参与。汽车制造商可以根据市场需求提出功能要求和应用场景,零部件供应商提供硬件适配支持,软件开发者专注于代码编写和优化,高校和科研机构开展基础研究和人才培养,政府则通过政策引导和资金支持营造良好的发展环境。
  “在参与过程中,我们也需要考虑如何保证代码质量和安全性,底层硬件的兼容性,上层应用的多样性,也要考虑防止敏感信息泄露、保护知识产权等问题。”文洋表示。
  当前,最重要的是,需要更多的企业尤其是中国本土企业参与进来,通过对底层原创技术的开源,与行业共建、共享、共治,逐步发展出“根”在中国的新一代自主车用操作系统,同时促进行业内的技术交流与合作,共同应对未来的挑战。
  围绕中国车用操作系统开源共建计划,中国汽车工业协会面向国内汽车产业链相关企业已开展多轮次线上征询和线下走访。付炳锋表示,开源共建计划重在产业生态共建,希望在中国汽车工业协会的牵头引领下,联合更多产业同仁一起,共建智能网联汽车车用操作系统中国方案,构建一个完整、健康、可持续发展的产业生态体系,保障我国汽车产业的供应链安全。
  与此同时,部分外资芯片厂商也意识到了非技术因素带来的风险,开始在中国市场推动彻底的“本土化”。
  日前,根据日本经济新闻(亚洲)报道,全球最大的汽车半导体供应商之一英飞凌有意在中国生产芯片。此前,另一汽车半导体巨头荷兰恩智浦(NXP)也曾表达建立中国供应链的意愿。
  英飞凌科技公司首席执行官Jochen Hanebeck在采访中表示,该公司正在中国本地生产商品级产品,以寻求与中国买家保持密切联系。“中国客户要求对那些难以替代的部件进行本地化生产,”他称,“这就是为什么我们会将部分产品转移到中国的代工厂。我们会在中国有属于我们自己的后端,然后我们就可以解决中国客户在供应安全上的担忧。”
  当然,这些外资芯片企业除了本土化生产,还需要建立基本本土的生态链合作,而操作系统就是重中之重。不久前,瑞萨电子就与普华基础软件完成合作签约。根据协议,双方将深化在汽车底层软硬件领域的合作,基于瑞萨车用MCU和普华基础软件车用操作系统,打造更加安全、可靠的车用AUTOSAR软件底层解决方案,助力中国智能网联汽车个性化、差异化创新功能加速落地。
  说一千道一万,还是那句话,千有万有不如自己有,缺芯少魂是中国汽车产业从大变强必须扫清的障碍,而在车用操作系统这个“根”的铸造上,需要在此时凝聚最强大的合力。