[汽車之家 行業(yè)] 5月16-18日,，2023中國（亦莊）智能網(wǎng)聯(lián)汽車科技周暨第十屆國際智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術年會在京舉行,，大會主題涵蓋了智能網(wǎng)聯(lián)汽車戰(zhàn)略引領、技術創(chuàng)新,、生態(tài)賦能,、商業(yè)化推進、跨界融合等多個版塊,，同時聚集了全球頂級專家,、政策制定者、產(chǎn)業(yè)領袖,、投資機構等多方人員的參與,，旨在進一步促進智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術進步與商業(yè)化應用。

　　在“協(xié)同創(chuàng)新,，共筑軟硬融合開放型生態(tài)”主題峰會上,，斑馬智行副總裁、智駕OS總架構師王愷發(fā)表了演講,。

以下內容為現(xiàn)場演講實錄：

　　今天分享議題有三方面,，第一給行業(yè)專家老師和朋友介紹一下斑馬在智能汽車操作系統(tǒng)的概覽，第二重點介紹一下智駕操作系統(tǒng)就是AliOS Drive技術實踐,，希望各位專家老師多多指導,，第三分享一下開放產(chǎn)業(yè)合作的實踐。

　　斑馬智駕是汽車操作系統(tǒng)專業(yè)公司,，我們專業(yè)做操作系統(tǒng),，團隊角度做了13年的操作系統(tǒng),，從最早移動操作系統(tǒng)到萬物互聯(lián)，最終聚焦到汽車,，有近2000人研發(fā)團隊,。操作系統(tǒng)總代碼行數(shù)超過2億多行，同時操作系統(tǒng)相關專利也有2500多項,，因為操作系統(tǒng)要往下和硬件合作,，我們和十多家主流芯片企業(yè)達成合作，操作系統(tǒng)不僅在實驗室在POC我們還要量產(chǎn)上車,，和15家汽車品牌量產(chǎn)合作,，路上跑操作系統(tǒng)裝載量超過300萬輛。

　　技術操作系統(tǒng)概括為操作系統(tǒng)三部曲,，第一是2015年開始,，當時斑馬發(fā)布車機操作系統(tǒng)，裝載在上汽榮威第一個互聯(lián)網(wǎng)汽車上,，硬件發(fā)布分布式ECU到計算能力比較強,，可以承載更多互聯(lián)網(wǎng)應用內容的時候，對于語音交互上車聯(lián)網(wǎng)有強烈需求南北硬件發(fā)展水平和應用需求推動之下,，我們有車機操作系統(tǒng)，去推動達成互聯(lián)網(wǎng)汽車這樣一個產(chǎn)品形態(tài),。

　　第二階段是智能座艙,，智能座艙發(fā)展隨著底層硬件，從分布式ECO到域集中,、分布式域控硬件架構,，由于硬件能力多屏、跨屏各種艙內設備豐富,，要求推動了座艙操作系統(tǒng),，能把硬件資源整合起來，形成統(tǒng)一的用戶體驗,，并且達到高效利用硬件,，我們推出了智能座艙操作系統(tǒng)叫AliOS Cyber，已經(jīng)量產(chǎn),，多屏,、跨屏多模態(tài)的交互，以及車內空間新應用,，比如高質量3D的游戲,、元宇宙相關的應用。

　　這里基于Hypervisor Cyber支撐各種智能座艙應用場景,，隨著智艙應用的發(fā)展,，AI推理和虛擬機性能優(yōu)化相關需求也推動了斑馬在操作系統(tǒng)虛擬機和AI推理引擎等方面技術進步,，當時在這兩項技術里，在專業(yè)操作系統(tǒng)包括編程語音頂會也把成果進行發(fā)表,。

　　進入到現(xiàn)在第三步,，跨域融合和智能駕駛是關鍵應用場景，底層有更強大智駕域控,，無論算力還是帶寬吞吐量,，之上有更好融合智能駕駛體驗、輔助駕駛體驗,，更希望做到安全,，人和車能夠人車合一。待會兒我會詳細介紹內核技術,。

　　三部曲并不是終局,，車云融合的計算，希望在不遠未來給大家分享相關技術落地和實踐,。

　　回到AliOS Drive操作系統(tǒng),，做操作系統(tǒng)這么多年有個共識，做操作系統(tǒng)不能單打獨斗,，除了自身精進武藝外,，越是做操作系統(tǒng)越是眼睛向外，不能閉門造車,。所以AliOS Drive積極擁抱中國方案產(chǎn)業(yè)共識，從架構到車載計算基礎平臺參考,，以及分層解耦,、跨域共用，無疑都在架構設計和技術實踐中得到體現(xiàn),，我們認為只有擁抱產(chǎn)業(yè)共識和產(chǎn)業(yè)同仁們一起,，才能把操作構建構建好，如果大家構建操作系統(tǒng)沒有產(chǎn)業(yè)共識,，很難進行規(guī)�,；�，支持應用挑��(zhàn),、支持硬件發(fā)展挑戰(zhàn),。

　　在這里核心AliOS Drive設計來說，基于當下的挑戰(zhàn)以及未來可能出現(xiàn)的挑戰(zhàn),，我們是用雙核驅動的架構解決自動駕駛領域對系統(tǒng)提出四大挑戰(zhàn),，智能駕駛我們知道挑戰(zhàn)非常多，我們凝練總結成四大挑戰(zhàn),。

　　第一是功能安全,、實時計算與高性能計算綜合調優(yōu),，并且優(yōu)化軟硬支撐。新傳感器,、AI、大數(shù)據(jù)大流量數(shù)據(jù)流傳和處理支撐,。第三自動駕駛應用生態(tài)是復雜的,，我們做一個操作系統(tǒng)不能不考慮生態(tài)兼容和持續(xù)發(fā)展,，我們既不可能停止只兼容現(xiàn)有應用，而不考慮未來應用發(fā)展趨勢,，但是也不可能一步吃個胖子,，一步做個新生態(tài)。第四是智能駕駛安全,，智能駕駛具有社會性、敏感性,，所以智能駕駛操作系統(tǒng)安全,、信息和數(shù)據(jù)安全與生俱來，必須根植于操作系統(tǒng)的設計,，在這里做了雙核的架構,，在安全域用自研微內核承載相關安全敏感負載和應用,，性能域基于主流進行性能改造，安全性得到了覆蓋,。

　　在這里很重要的一點,，我們打造底盤是雙核，如果各自為政無法進行融合的話,，也不能很好承載上層軟件對我們的要求,，所以需要融合的機制，這里通過help weather有效融合,，不僅是分區(qū)隔離,，需要兩個融合硬件訴求和相關操作進行有效融合，這是整體架構,。符合中國方案要求也是分層解耦，同時雙核驅動跨域共用,。

　　在這里跟大家匯報一下雙核融合我們做的技術實踐,，微內核TCB比較小,，更容易做到安全、更容易做到實時,、確定性,，更能通過車規(guī)認證達到車規(guī)的要求，已經(jīng)通過SLD產(chǎn)品認證的微內核構建,，這里要承載智能駕駛復雜應用,，天生也是有缺陷的，首先是性能綜合優(yōu)化,，我們在性能綜合優(yōu)化領域需要做很多工作,。

　　新的操作系統(tǒng)生態(tài)是弱點，所以設計操作系統(tǒng)之初我們非常重視生態(tài)兼容,，一個新操作系統(tǒng)首先考慮把現(xiàn)有應用更好,、更完整、更高性能跑起來,，這里選中兼容層面在Linux系統(tǒng)調用和Linux API層面做兼容,，我們投入大量的力量，比一般同行想象多得多的力量構建PREEMPT,，以及Linux API兼容性,，在這里覆蓋了API標準80%以上，80%以上覆蓋率體現(xiàn)應用兼容性什么效果呢,？我們可以把TCIP協(xié)議戰(zhàn)完全跑起來,，把性能發(fā)揮起來跑起來，而不是跑輕量級TCIP協(xié)議戰(zhàn),，我們能夠把幾百兆開源軟件不修改一行代碼,，能夠在Linux以工作狀態(tài)跑下來，我們也支持車行業(yè)應用總線的中間件,，我們都能夠迅速地跑起來,，兼容開發(fā)者耳熟能詳調試工具，在開源軟件用的工具更好支持開發(fā)者,。

　　目前正在攻關行業(yè)難點在哪里呢,？國內微內核很難支持復雜智能駕駛應用，特別是感知,、推理相關的應用,，因為感知、推理應用軟件站比較豐富比較豐富,，同時計算量比較大,，現(xiàn)在已經(jīng)把相關智能駕駛規(guī)劃控制和相關軟件跑在了RTOS上，現(xiàn)在正在攻關,，和芯片合作伙伴攻關支持國產(chǎn)芯片完整AI技術站,，我相信在不遠未來給各位能匯報這方面的成果,。

　　這是RTOS一級，Linux本身對生態(tài)支持與生俱來現(xiàn)在是非常好的,，同時Linux系統(tǒng)高性能能夠更加容易做到,，但是Linux放在車上有它本身問題，在于實時性,、穩(wěn)定性和性能綜合優(yōu)化,，通常車用Linux會打上社區(qū)制時，但會帶來穩(wěn)定性隱患,，也會讓Linux系統(tǒng)性能天花板立刻降比較大的數(shù)值,，通過實驗和合作伙伴量產(chǎn)打磨過程中經(jīng)歷過的。

　　在這里我們聚焦力量在哪里呢,？在做綜合的調優(yōu),，讓具有實時性Linux內核更加穩(wěn)定，同時讓性能降級問題能夠得到解決,，相比于社區(qū)普通的內核,，性能能夠節(jié)約30%的提升，同時能解決帶來穩(wěn)定性問題,。

　　目標是實時性對標社區(qū)實時內核,，對標非主流Linux內核，Linux內核功能安全覆蓋做探索,，一是內核自身組件,，自研組件功能安全設計開發(fā)，一是跟進探索,，跟行業(yè)一起共同探討安全C庫和大功能軟件的安全,。

　　底層Hypesvisor，智能駕駛領域安全是第一性的要求,，所以首先是安全,，通過硬實施分區(qū)隔離，能夠保證自動駕駛不同安全等級要求,、不同算力等級要求能夠得到資源保障,，同時能夠提供高效,、安全的IPC,，兩個內核在實時運行時交流效率能夠提升起來。在硬實時分區(qū)隔離的情況下,，也能做到彈性資源利用,、動態(tài)資源調度，這里看似是矛盾,，但內中有很多細節(jié)要做技術攻關解決這個問題,。

　　智能駕駛會有相關設備虛擬化的要求,，尤其是車上運行模型比較多，負載種類比較多,，可能對某些計算資源存在著共享的要求,，這里高性能虛擬化也是集中力量投入的領域。

　　我快速過一下微內核RTOS的進展,，硬件方面支持國產(chǎn)以及國外芯片,，像TI的芯片，我們支持A盒,、M盒,、R盒，也知道英飛凌傳統(tǒng)MCU,。微內核功能安全等級是SAD,，同時提供高速、高效IPC,，提升基于微內核RTOS的性能,，生態(tài)兼容性是從中間件、語言,、算法生態(tài)軟件到工具軟件做全面支持,，包括基于模擬化支持，也方便開發(fā)者用現(xiàn)有開發(fā)技術結合RTOS開發(fā),。

　　目前正在攻關AI軟件,，不僅讓RTOS跑起完整AI站，特別是智能駕駛安全推理感知技術站,，離不開芯片支持,，也離不開上層軟件的支持，我們分三步走,。

　　第一接近實車POC驗證,，將國產(chǎn)芯片自帶AI站能夠跑起來，我們正在向第二步設計實際應用,，應用場景考量是支持自動駕駛冗余感知和規(guī)劃決策,，安全基礎之上希望給合作伙伴和客戶有更多能力提供更優(yōu)秀智駕體驗。第三步在規(guī)劃希望跟行業(yè)內芯片,、試駕軟件合作伙伴,，共同構建Linux的安全支持。

　　我們進行安全隔離和相關組件研發(fā),，利用容器和內核深度資源隔離技術進行隔離,，對實時性、穩(wěn)定性和性能進行綜合調優(yōu)，第一是穩(wěn)定性,，Linux行業(yè)實踐各位專家同仁深有體會,，打上實時補丁Linux好像是帶來現(xiàn)在威脅的生態(tài)系統(tǒng)，它的穩(wěn)定性還是層出不窮的,。

　　這里有三種方法實踐,，第一是最佳實踐，實時補丁的引入對于Linux帶來很多不穩(wěn)定因素的改動,，同時很多開發(fā)者包括驅動開發(fā)者并沒有意識到實時補丁對于穩(wěn)定性帶來影響,，以及開發(fā)過程中注意什么，這是面向內部開發(fā)者和上下游伙伴提供最佳實踐,。

　　同時提供靜態(tài)和動態(tài)掃描空間,，能夠靜態(tài)代碼級和二進制級分布可能的穩(wěn)定性數(shù)，以及動態(tài)可監(jiān)控,、捕捉非穩(wěn)定情況的發(fā)生,，比如鎖的誤用，低層級內核機制的隱患及

　　技術產(chǎn)品上,，我們在自己操作系統(tǒng)Linux做了性能優(yōu)化,。

　　這個實驗非常容易實現(xiàn)，打了實時補丁Linux極限天花板形態(tài),，很容易復現(xiàn),，天花板比主流非實時Linux下降30%左右，這里由于實時機制帶來的影響,，鎖的可睡眠和內核相關機制,，斑馬在這里做了非常多的工作進行綜合調優(yōu)，這些測試數(shù)據(jù)性能和普通Linux相當,，和社區(qū)打過補丁性能有30%的提升,。

　　Hypervisor是融合底座，不僅提供性能,、功能安全隔離,，還要提供資源高效利用，同時要把信息安全,、數(shù)據(jù)安全相關保障和支持融入到虛擬化底盤,。我們有信息安全加固的子系統(tǒng)，我們有C端隔離,、內存隔離,。

　　總結而言，AliOS Drive基礎系統(tǒng)目標為客戶,、為行業(yè)提供自動駕駛兼顧系統(tǒng)底盤,。同時在中間件層面進行了相關探索和研發(fā)，重點提供幾方面,。

　　高性能安全數(shù)據(jù)通訊,，安全變成語言自研DDS軟件，提供對CP,、AP,、ROS2支持，能夠支持跨芯片SOC和MCU,。提供關鍵任務確定性保障框架,，支持應用開發(fā)者在異構智能駕駛平臺開發(fā)任務得到資源、計算和最壞執(zhí)行時間的保障,。同時在跨平臺AI處理和加速框架以及通用算力加速框架上面也有相關技術和產(chǎn)品,。

　　總而言之，剛才前面重點強調內核,，我給大家匯報一下,，做好智能駕駛操作系統(tǒng)，從上下系統(tǒng)化布局硬核能力,，從地層編譯工具鏈到算力內核到虛擬化再到DDS,、通訊和確定性調度框架，算力加速框架,，我們合作始終推行分層解耦,、開放共創(chuàng)，底層和芯片,，我們和芯片合作伙伴開放合作,，構建芯片基線，降低OEM客戶芯片切換成本,，芯片合作伙伴也深度軟硬共創(chuàng),，希望釋放芯片潛能，提升OEM芯片成本效益,。

　　在中間層,，我們希望和OEM開放合作，幫助它可管可控,、共性復用,，幫助OEM客戶進行聯(lián)合共創(chuàng)。中間系統(tǒng)層面希望是開放合作,、客觀可控,。

　　另外是生態(tài)，智能駕駛產(chǎn)品包含上千個軟件包,，上千個軟件包也大量開源軟件,，在這里希望構建可源代碼追溯智能駕駛外圍軟件生態(tài)，我們在今年成立了Automotive SIG，我們可以共感第三代車載軟件生態(tài),，開發(fā)時可以快速安裝,、量產(chǎn)時可以按需集成，可以跟源代碼級可追溯,、可維護,，在量產(chǎn)后能夠更加快速感知實時漏洞快速響應。

　　最后做一個總計,，AliOS Drive為車企提供獨特技術和生態(tài)價值,，首先是擁抱開放中國方案、分層解耦,、跨域共用,，技術方面有自主可控的核心技術，同時支持也非常樂意和合作伙伴共創(chuàng)差異化的產(chǎn)品,。

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