2023整车操作系统发展趋势研究报告

研 究 报 告亿欧智库 https://www.iyiou.com/researchCopyright reserved to EO Intelligence, July 20232023整车操作系统发展趋势研究目录C O N T E N T S行业标准助力构建开放、开源、多层解耦的立体生态体系3.1 生态定义操作系统3.2 行业标准构建开放繁荣生态3整车操作系统实现高阶软件定义汽车2.1 现状：主机厂与供应商合作共赢，短期升级E/E1.3 1.3 架构，长期重点发力SOA架构2.2 主机厂技术路径选择2.3 痛点：主机厂技术路径选择及面临的瓶颈2.4 解决方案：ETAS（易特驰）提供用于软件定义汽1.3 车的端到端解决方案和工具生态系统2整车操作系统是汽车操作系统未来发展重要趋势1.1 定义：实现整车操作系统的最佳方法论1.2 特点：基于SOA架构的整车OS的最大价值在 1.3 于可实现“跨域功能的调度和融合”1.3 趋势：EE架构向整车集中进化，整车操作系1.3 1.3 统成为汽车操作系统下一阶段1.4 路径：OEM软件定义汽车转型路径1未来整车操作系统展望与机会4.1 未来整车操作系统生态趋势展望4.2 未来主机厂革新趋势洞察4 AUTOSAR 联盟：成立于2003 年，是一种面向汽车行业内各组织的开发伙伴关系。该联盟为汽车电子控制装置开发开放的、标准化的软件架构。 ASIL 汽车安全集成等级：ISO 26262 标准针对道路车辆的功能安全性定义的风险分类系统，该标准将功能安全定义为“不存在由电气电子系统故障行为相关的危害引起的不合理风险”。ISO 26262 确定了四种 ASIL — A、B、C 和 D。ASIL A 代表最低程度的汽车危害，ASIL D 则代表最高程度的汽车危险。若是识别为QM的风险，不需要有对应的安全需求。 COVESA 联盟：前身为GENIVI，成立于2009年，是一个全球数十个联盟成员共同构成并驱动的非营利汽车技术联盟，专注于开放标准与技术的发展，加速互联汽车系统的创新，营造更加多元、可持续且高度整合的交通运输生态系统。 DCU 域控制器：根据汽车电子部件功能将整车划分为动力总成、智能座舱和智能驾驶等几个域，集中控制域内原本归属各个 ECU 的大部分功能，以取代传统的分布式架构。 ECU 电子控制单元：是汽车电子控制系统的大脑，它对各个传感器输入的电信号以及部分执行器反馈的电信号进行综合分析与处理，给传感器提供参考电压，然后向执行器发出控制信号，使执行器按照控制目标进行工作。 HPC 高性能计算单元：通过聚合计算能力来提供比传统计算机或服务器更强大的计算性能。 OEM 原始设备制造商：又称作主机厂、整车厂。 OTA 空中下载：通过空中下载的方式对车辆中的软件进行远程升级。 SOA 面向服务的架构：是一种高层级的架构设计理念，可通过在网络上使用基于通用通信语言的服务接口，让软件组件可重复使用。 SoC 芯片：是单片系统或片上系统，是一个将电脑或其他电子系统集成到单一芯片的集成电路。单片系统可以处理数字信号、模拟信号、混合信号甚至更高频率的信号。 Tier 1 供应商：即一级供应商，也就是跟OEM签订供应合同的供应商。 车控操作系统：运行于车载智能计算基础平台异构硬件之上，支撑智能网联汽车驾驶自动化功能实现和安全可靠运行的软件集合。 车用操作系统：运行于车内的系统程序集合，以实现管理硬件资源、隐藏内部逻辑提供软件平台、提供用户程序与系统交互接口、为上层应用提供基础服务等功能，包含车控操作系统和车载操作系统。 云原生：根据AWS的定义，云原生是在云计算环境中构建、部署和管理现代应用程序的软件方法。现代企业希望构建高度可扩展、灵活且具有弹性的应用程序，可以快速更新以满足客户需求。 中央计算平台：车身域以及动力域的核心计算单元，集成了中央网关、车身舒适域控制、新能源动力控制、空调热管理等功能。3名词解释4整车操作系统是汽车操作系统未来发展重要趋势1996年，Gartner提出SOA，其核心思想在于“通过将庞大的计算系统按照实际业务拆分为独立部署的大小合适的功能模块，提高功能单元的复用性，降低产品开发的复杂度和成本”。如今，软件定义汽车领域引入SOA，旨在向用户提供全生命周期的跨域软件服务。基于SOA架构的整车操作系统的最大价值在于可实现“跨域功能的调度和融合”，基于标准化接口快速响应新功能需求。未来，随着汽车E/E架构向中央集中进化，消费者对智能汽车体验感的期待逐渐增加，基于SOA的整车操作系统将成为汽车操作系统下一阶段。头部主机厂纷纷加入这一领域的竞争。对比不同发展路径的优劣势后，亿欧智库认为对于绝大多数 OEM 而言，综合性价比和可行性最高的路径是与软件供应商合作共创，保障开发效率，降低时间和金钱成本，快速拓展开发者生态圈。 自从汽车电子电气化以来，汽车软件的主要开发模式是在电子控制器之内的嵌入式软件开发，整个汽车的EE架构是分布式的。然而未来将出现一类新类型的智能汽车软件：跨域融合软件。 根据博世的定义，整车可分为五大功能域，分别为 Energy, Motion, Body& Comfort, Infotainment, ADAS，即动力总成域、底盘域、车身域、智能座舱域和自动驾驶域。五大功能域由三大操作系统所控制，这些操作系统统称为车用操作系统。而整车操作系统则可以实现驾舱的跨域融合，将车内各域的功能全部挂载到一套操作系统或同一套编程接口之上，基于标准化接口快速响应新功能需求。因此，软件工程师在修改或新增某一软件功能时，只需对上层应用所对应的服务组件进行代码编写，无需修改底层电子控制器，极大地减少了软件开发的复杂度和成本。5资料来源：中国汽车报、中国电动汽车百人会、《车用操作系统测试评价研究报告》、亿欧智库1.1 定义：实现整车操作系统的最佳方法论——面向服务的软件架构（SOA） 为实现跨域融合等中央计算平台的发展，高性能SoC产品和中央集中式E/E架构是实现跨域融合的硬件基础，而面向服务的软件架构（SOA）则是实现跨域融合的软件基础。1996年，SOA概念由Gartner提出，并率先在IT行业被应用推广。目前，SOA的架构设计理念已经广泛应用于IT和互联网行业 。SOA并非一类特定的软件产品，而是一种软件架构设计的理念，其核心思想在于“通过将庞大的计算系统按照实际业务拆分为独立部署的大小合适的功能模块，提高功能单元的复用性，降低产品开发的复杂度和成本”。如今，软件定义汽车领域引入SOA，打造“底层硬件、中间层操作系统、上层应用程序”的软件分工模式，实现上层应用软件和底层基础软件的解耦，最终“向用户提供全生命周期的跨域软件服务”。因此，SOA已经成为实现整车操作系统的最佳方法论。 值得注意的是，传统汽车软件开发的中间性工具链并不会被取代，刹车、转向、防抱死、车身稳定控制等传统车控软件是由单一ECU控制，并不适用于SOA架构，未来仍会通过基于模型仿真和嵌入式的传统汽车软件开发方式进行开发。但是由于未来新型的车用软件需具备跨域能力，因此无法按照传统单一ECU的开发方式去开发，必须采用SOA架构。动