[汽車(chē)之家 行業(yè)] 5月16-18日,，2023中國(guó)（亦莊）智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)科技周暨第十屆國(guó)際智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)技術(shù)年會(huì)在京舉行，大會(huì)主題涵蓋了智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)戰(zhàn)略引領(lǐng),、技術(shù)創(chuàng)新,、生態(tài)賦能、商業(yè)化推進(jìn),、跨界融合等多個(gè)版塊,，同時(shí)聚集了全球頂級(jí)專(zhuān)家、政策制定者,、產(chǎn)業(yè)領(lǐng)袖,、投資機(jī)構(gòu)等多方人員的參與，旨在進(jìn)一步促進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)技術(shù)進(jìn)步與商業(yè)化應(yīng)用,。

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

以下內(nèi)容為現(xiàn)場(chǎng)演講實(shí)錄：

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

　　斑馬智駕是汽車(chē)操作系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)公司,，我們專(zhuān)業(yè)做操作系統(tǒng)，團(tuán)隊(duì)角度做了13年的操作系統(tǒng),，從最早移動(dòng)操作系統(tǒng)到萬(wàn)物互聯(lián),，最終聚焦到汽車(chē)，有近2000人研發(fā)團(tuán)隊(duì),。操作系統(tǒng)總代碼行數(shù)超過(guò)2億多行,，同時(shí)操作系統(tǒng)相關(guān)專(zhuān)利也有2500多項(xiàng),，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)要往下和硬件合作,，我們和十多家主流芯片企業(yè)達(dá)成合作,，操作系統(tǒng)不僅在實(shí)驗(yàn)室在POC我們還要量產(chǎn)上車(chē)，和15家汽車(chē)品牌量產(chǎn)合作,，路上跑操作系統(tǒng)裝載量超過(guò)300萬(wàn)輛,。

　　技術(shù)操作系統(tǒng)概括為操作系統(tǒng)三部曲，第一是2015年開(kāi)始,，當(dāng)時(shí)斑馬發(fā)布車(chē)機(jī)操作系統(tǒng),，裝載在上汽榮威第一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)上，硬件發(fā)布分布式ECU到計(jì)算能力比較強(qiáng),，可以承載更多互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用內(nèi)容的時(shí)候,，對(duì)于語(yǔ)音交互上車(chē)聯(lián)網(wǎng)有強(qiáng)烈需求南北硬件發(fā)展水平和應(yīng)用需求推動(dòng)之下，我們有車(chē)機(jī)操作系統(tǒng),，去推動(dòng)達(dá)成互聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)這樣一個(gè)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(gòu)，由于硬件能力多屏,、跨屏各種艙內(nèi)設(shè)備豐富,，要求推動(dòng)了座艙操作系統(tǒng)，能把硬件資源整合起來(lái),，形成統(tǒng)一的用戶(hù)體驗(yàn),，并且達(dá)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(chē)內(nèi)空間新應(yīng)用，比如高質(zhì)量3D的游戲,、元宇宙相關(guān)的應(yīng)用,。

　　這里基于Hypervisor Cyber支撐各種智能座艙應(yīng)用場(chǎng)景，隨著智艙應(yīng)用的發(fā)展,，AI推理和虛擬機(jī)性能優(yōu)化相關(guān)需求也推動(dòng)了斑馬在操作系統(tǒng)虛擬機(jī)和AI推理引擎等方面技術(shù)進(jìn)步,，當(dāng)時(shí)在這兩項(xiàng)技術(shù)里，在專(zhuān)業(yè)操作系統(tǒng)包括編程語(yǔ)音頂會(huì)也把成果進(jìn)行發(fā)表,。

　　進(jìn)入到現(xiàn)在第三步,，跨域融合和智能駕駛是關(guān)鍵應(yīng)用場(chǎng)景，底層有更強(qiáng)大智駕域控,，無(wú)論算力還是帶寬吞吐量,，之上有更好融合智能駕駛體驗(yàn),、輔助駕駛體驗(yàn)，更希望做到安全,，人和車(chē)能夠人車(chē)合一,。待會(huì)兒我會(huì)詳細(xì)介紹內(nèi)核技術(shù)。

　　三部曲并不是終局,，車(chē)云融合的計(jì)算,，希望在不遠(yuǎn)未來(lái)給大家分享相關(guān)技術(shù)落地和實(shí)踐。

　　回到AliOS Drive操作系統(tǒng),，做操作系統(tǒng)這么多年有個(gè)共識(shí),，做操作系統(tǒng)不能單打獨(dú)斗，除了自身精進(jìn)武藝外,，越是做操作系統(tǒng)越是眼睛向外,，不能閉門(mén)造車(chē)。所以AliOS Drive積極擁抱中國(guó)方案產(chǎn)業(yè)共識(shí),，從架構(gòu)到車(chē)載計(jì)算基礎(chǔ)平臺(tái)參考,，以及分層解耦、跨域共用,，無(wú)疑都在架構(gòu)設(shè)計(jì)和技術(shù)實(shí)踐中得到體現(xiàn),，我們認(rèn)為只有擁抱產(chǎn)業(yè)共識(shí)和產(chǎn)業(yè)同仁們一起，才能把操作構(gòu)建構(gòu)建好,，如果大家構(gòu)建操作系統(tǒng)沒(méi)有產(chǎn)業(yè)共識(shí),，很難進(jìn)行規(guī)模化,，支持應(yīng)用挑戰(zhàn),、支持硬件發(fā)展挑戰(zhàn)。

　　在這里核心AliOS Drive設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),，基于當(dāng)下的挑戰(zhàn)以及未來(lái)可能出現(xiàn)的挑戰(zhàn),，我們是用雙核驅(qū)動(dòng)的架構(gòu)解決自動(dòng)駕駛領(lǐng)域?qū)ο到y(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(jié)成四大挑戰(zhàn),。

　　第一是功能安全、實(shí)時(shí)計(jì)算與高性能計(jì)算綜合調(diào)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(dòng)駕駛應(yīng)用生態(tài)是復(fù)雜的，我們做一個(gè)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(yīng)用,，而不考慮未來(lái)應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì),，但是也不可能一步吃個(gè)胖子，一步做個(gè)新生態(tài),。第四是智能駕駛安全,，智能駕駛具有社會(huì)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(lái)，必須根植于操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì),，在這里做了雙核的架構(gòu),，在安全域用自研微內(nèi)核承載相關(guān)安全敏感負(fù)載和應(yīng)用，性能域基于主流進(jìn)行性能改造,，安全性得到了覆蓋,。

　　在這里很重要的一點(diǎn)，我們打造底盤(pán)是雙核,，如果各自為政無(wú)法進(jìn)行融合的話(huà),，也不能很好承載上層軟件對(duì)我們的要求，所以需要融合的機(jī)制,，這里通過(guò)help weather有效融合,，不僅是分區(qū)隔離，需要兩個(gè)融合硬件訴求和相關(guān)操作進(jìn)行有效融合,，這是整體架構(gòu),。符合中國(guó)方案要求也是分層解耦，同時(shí)雙核驅(qū)動(dòng)跨域共用,。

　　在這里跟大家匯報(bào)一下雙核融合我們做的技術(shù)實(shí)踐,，微內(nèi)核TCB比較小，更容易做到安全,、更容易做到實(shí)時(shí),、確定性，更能通過(guò)車(chē)規(guī)認(rèn)證達(dá)到車(chē)規(guī)的要求,，已經(jīng)通過(guò)SLD產(chǎn)品認(rèn)證的微內(nèi)核構(gòu)建，這里要承載智能駕駛復(fù)雜應(yīng)用,，天生也是有缺陷的,，首先是性能綜合優(yōu)化，我們?cè)谛阅芫C合優(yōu)化領(lǐng)域需要做很多工作,。

　　新的操作系統(tǒng)生態(tài)是弱點(diǎn),，所以設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)之初我們非常重視生態(tài)兼容，一個(gè)新操作系統(tǒng)首先考慮把現(xiàn)有應(yīng)用更好,、更完整,、更高性能跑起來(lái),，這里選中兼容層面在Linux系統(tǒng)調(diào)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(gòu)建PREEMPT,，以及Linux API兼容性，在這里覆蓋了API標(biāo)準(zhǔn)80%以上,，80%以上覆蓋率體現(xiàn)應(yīng)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(lái)，把性能發(fā)揮起來(lái)跑起來(lái),，而不是跑輕量級(jí)TCIP協(xié)議戰(zhàn),，我們能夠把幾百兆開(kāi)源軟件不修改一行代碼，能夠在Linux以工作狀態(tài)跑下來(lái),，我們也支持車(chē)行業(yè)應(yīng)用總線(xiàn)的中間件,，我們都能夠迅速地跑起來(lái)，兼容開(kāi)發(fā)者耳熟能詳調(diào)試工具,，在開(kāi)源軟件用的工具更好支持開(kāi)發(fā)者,。

　　目前正在攻關(guān)行業(yè)難點(diǎn)在哪里呢？國(guó)內(nèi)微內(nèi)核很難支持復(fù)雜智能駕駛應(yīng)用,，特別是感知,、推理相關(guān)的應(yīng)用，因?yàn)楦兄�,、推理�?yīng)用軟件站比較豐富比較豐富,，同時(shí)計(jì)算量比較大，現(xiàn)在已經(jīng)把相關(guān)智能駕駛規(guī)劃控制和相關(guān)軟件跑在了RTOS上,，現(xiàn)在正在攻關(guān),，和芯片合作伙伴攻關(guān)支持國(guó)產(chǎn)芯片完整AI技術(shù)站，我相信在不遠(yuǎn)未來(lái)給各位能匯報(bào)這方面的成果,。

　　這是RTOS一級(jí),，Linux本身對(duì)生態(tài)支持與生俱來(lái)現(xiàn)在是非常好的，同時(shí)Linux系統(tǒng)高性能能夠更加容易做到,，但是Linux放在車(chē)上有它本身問(wèn)題,，在于實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和性能綜合優(yōu)化,，通常車(chē)用Linux會(huì)打上社區(qū)制時(shí),，但會(huì)帶來(lái)穩(wěn)定性隱患，也會(huì)讓Linux系統(tǒng)性能天花板立刻降比較大的數(shù)值,，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和合作伙伴量產(chǎn)打磨過(guò)程中經(jīng)歷過(guò)的,。

　　在這里我們聚焦力量在哪里呢？在做綜合的調(diào)優(yōu)，讓具有實(shí)時(shí)性L(fǎng)inux內(nèi)核更加穩(wěn)定,，同時(shí)讓性能降級(jí)問(wèn)題能夠得到解決,，相比于社區(qū)普通的內(nèi)核，性能能夠節(jié)約30%的提升,，同時(shí)能解決帶來(lái)穩(wěn)定性問(wèn)題,。

　　目標(biāo)是實(shí)時(shí)性對(duì)標(biāo)社區(qū)實(shí)時(shí)內(nèi)核，對(duì)標(biāo)非主流Linux內(nèi)核,，Linux內(nèi)核功能安全覆蓋做探索,，一是內(nèi)核自身組件，自研組件功能安全設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā),，一是跟進(jìn)探索,，跟行業(yè)一起共同探討安全C庫(kù)和大功能軟件的安全。

　　底層Hypesvisor,，智能駕駛領(lǐng)域安全是第一性的要求,，所以首先是安全，通過(guò)硬實(shí)施分區(qū)隔離,，能夠保證自動(dòng)駕駛不同安全等級(jí)要求,、不同算力等級(jí)要求能夠得到資源保障，同時(shí)能夠提供高效,、安全的IPC,，兩個(gè)內(nèi)核在實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)交流效率能夠提升起來(lái)。在硬實(shí)時(shí)分區(qū)隔離的情況下,，也能做到彈性資源利用,、動(dòng)態(tài)資源調(diào)度，這里看似是矛盾,，但內(nèi)中有很多細(xì)節(jié)要做技術(shù)攻關(guān)解決這個(gè)問(wèn)題,。

　　智能駕駛會(huì)有相關(guān)設(shè)備虛擬化的要求，尤其是車(chē)上運(yùn)行模型比較多,，負(fù)載種類(lèi)比較多,，可能對(duì)某些計(jì)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(lǐng)域,。

　　我快速過(guò)一下微內(nèi)核RTOS的進(jìn)展,，硬件方面支持國(guó)產(chǎn)以及國(guó)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(nèi)核功能安全等級(jí)是SAD,，同時(shí)提供高速,、高效IPC,，提升基于微內(nèi)核RTOS的性能，生態(tài)兼容性是從中間件,、語(yǔ)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(kāi)發(fā)者用現(xiàn)有開(kāi)發(fā)技術(shù)結(jié)合RTOS開(kāi)發(fā),。

　　目前正在攻關(guān)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(shù)站,，離不開(kāi)芯片支持，也離不開(kāi)上層軟件的支持,，我們分三步走,。

　　第一接近實(shí)車(chē)POC驗(yàn)證，將國(guó)產(chǎn)芯片自帶AI站能夠跑起來(lái),，我們正在向第二步設(shè)計(jì)實(shí)際應(yīng)用,，應(yīng)用場(chǎng)景考量是支持自動(dòng)駕駛?cè)哂喔兄�和�?guī)劃決策，安全基礎(chǔ)之上希望給合作伙伴和客戶(hù)有更多能力提供更優(yōu)秀智駕體驗(yàn),。第三步在規(guī)劃希望跟行業(yè)內(nèi)芯片,、試駕軟件合作伙伴，共同構(gòu)建Linux的安全支持,。

　　我們進(jìn)行安全隔離和相關(guān)組件研發(fā),，利用容器和內(nèi)核深度資源隔離技術(shù)進(jìn)行隔離，對(duì)實(shí)時(shí)性,、穩(wěn)定性和性能進(jìn)行綜合調(diào)優(yōu),，第一是穩(wěn)定性，Linux行業(yè)實(shí)踐各位專(zhuān)家同仁深有體會(huì),，打上實(shí)時(shí)補(bǔ)丁Linux好像是帶來(lái)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(shí)踐,，第一是最佳實(shí)踐,，實(shí)時(shí)補(bǔ)丁的引入對(duì)于Linux帶來(lái)很多不穩(wěn)定因素的改動(dòng)，同時(shí)很多開(kāi)發(fā)者包括驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)者并沒(méi)有意識(shí)到實(shí)時(shí)補(bǔ)丁對(duì)于穩(wěn)定性帶來(lái)影響,，以及開(kāi)發(fā)過(guò)程中注意什么,，這是面向內(nèi)部開(kāi)發(fā)者和上下游伙伴提供最佳實(shí)踐。

　　同時(shí)提供靜態(tài)和動(dòng)態(tài)掃描空間,，能夠靜態(tài)代碼級(jí)和二進(jìn)制級(jí)分布可能的穩(wěn)定性數(shù),，以及動(dòng)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(jí)內(nèi)核機(jī)制的隱患及

　　技術(shù)產(chǎn)品上,，我們?cè)谧约翰僮飨到y(tǒng)Linux做了性能優(yōu)化。

　　這個(gè)實(shí)驗(yàn)非常容易實(shí)現(xiàn),，打了實(shí)時(shí)補(bǔ)丁Linux極限天花板形態(tài),，很容易復(fù)現(xiàn)，天花板比主流非實(shí)時(shí)Linux下降30%左右,，這里由于實(shí)時(shí)機(jī)制帶來(lái)的影響,，鎖的可睡眠和內(nèi)核相關(guān)機(jī)制，斑馬在這里做了非常多的工作進(jìn)行綜合調(diào)優(yōu),，這些測(cè)試數(shù)據(jù)性能和普通Linux相當(dāng),，和社區(qū)打過(guò)補(bǔ)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(shí)要把信息安全,、數(shù)據(jù)安全相關(guān)保障和支持融入到虛擬化底盤(pán)。我們有信息安全加固的子系統(tǒng),，我們有C端隔離,、內(nèi)存隔離。

　　總結(jié)而言,，AliOS Drive基礎(chǔ)系統(tǒng)目標(biāo)為客戶(hù),、為行業(yè)提供自動(dòng)駕駛兼顧系統(tǒng)底盤(pán)。同時(shí)在中間件層面進(jìn)行了相關(guān)探索和研發(fā),，重點(diǎn)提供幾方面,。

　　高性能安全數(shù)據(jù)通訊，安全變成語(yǔ)言自研DDS軟件,，提供對(duì)CP,、AP、ROS2支持,，能夠支持跨芯片SOC和MCU,。提供關(guān)鍵任務(wù)確定性保障框架，支持應(yīng)用開(kāi)發(fā)者在異構(gòu)智能駕駛平臺(tái)開(kāi)發(fā)任務(wù)得到資源,、計(jì)算和最壞執(zhí)行時(shí)間的保障,。同時(shí)在跨平臺(tái)AI處理和加速框架以及通用算力加速框架上面也有相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品。

　　總而言之,，剛才前面重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)內(nèi)核,，我給大家匯報(bào)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(nèi)核到虛擬化再到DDS,、通訊和確定性調(diào)度框架，算力加速框架,，我們合作始終推行分層解耦、開(kāi)放共創(chuàng),，底層和芯片,，我們和芯片合作伙伴開(kāi)放合作，構(gòu)建芯片基線(xiàn),，降低OEM客戶(hù)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(kāi)放合作,，幫助它可管可控,、共性復(fù)用，幫助OEM客戶(hù)進(jìn)行聯(lián)合共創(chuàng),。中間系統(tǒng)層面希望是開(kāi)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(gè)軟件包,，上千個(gè)軟件包也大量開(kāi)源軟件，在這里希望構(gòu)建可源代碼追溯智能駕駛外圍軟件生態(tài),，我們?cè)诮衲瓿闪⒘薃utomotive SIG,，我們可以共感第三代車(chē)載軟件生態(tài)，開(kāi)發(fā)時(shí)可以快速安裝,、量產(chǎn)時(shí)可以按需集成,，可以跟源代碼級(jí)可追溯、可維護(hù),，在量產(chǎn)后能夠更加快速感知實(shí)時(shí)漏洞快速響應(yīng),。

　　最后做一個(gè)總計(jì)，AliOS Drive為車(chē)企提供獨(dú)特技術(shù)和生態(tài)價(jià)值,，首先是擁抱開(kāi)放中國(guó)方案,、分層解耦、跨域共用,，技術(shù)方面有自主可控的核心技術(shù),，同時(shí)支持也非常樂(lè)意和合作伙伴共創(chuàng)差異化的產(chǎn)品,。

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