05 | 芯片: 万字详解不同的E/E架构下,我们需要什么的汽车操作系统OS?

文摘   汽车   2024-10-09 10:03   德国  
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04 | 芯片: 从裸机到智驾操作系统OS - 关于汽车OS必须知道的事


在前几篇文章,我们聊到了不同类型的汽车芯片或者控制单元,包括CPU,MCU,SBC,GPU,SoC以及汽车操作系统的基本构成,狭义和广义的操作系统的区别等,作为汽车人,这些都是必修内容,没看的赶紧去补补课😂。

今天我们接着以上内容,进一步来看看在当今软件定义汽车的大背景下,尤其随着电子电气架构集中化的趋势,汽车操作系统的具体演变,以及不同的应用(域控)场景下,我们究竟需要什么样的操作系统? 操作系统开发难在哪里?而目前经常提到的Linux? QNX? POSIX是什么鬼,和我们熟悉的AUTOSAR有什么关系?操作系统和中间价到底什么区别未来Hypervisor会一统天下吗理想前段时间在NIO AI Day上重磅发布的Sky.OS 天枢的又是什么?汽车操作系统何去何从?

如下图所示,这些年,汽车电子电气架构发生了很大的变化,呈现出从分布式架构,到相关联的控制器进行融合形成域控制器的域集中式架构,再逐渐向中央集中式的架构发展路径和趋势。

汽车软件操作系统本质上是服务于汽车软件系统,而这些年随着软件定义汽车,软件系统本身也变化越发复杂,例如,自动驾驶系统需要大量采集不同类型的传感器信息,并进行融合,通讯,对控制器硬件提出了很高的要求,单独的MCU或CPU不再能够满足汽车智能化的需求,集成CPU,GPU,各类AI加速器等一体的SoC在智驾系统中逐渐成为主导,这必然对其对应的软件系统,尤其是软件操作系统,提出了新的需求和挑战。
接下来,我们就以汽车电子电气架构的发展为导向,一文带大家梳理下,在分布式,域控式,以及中央集中式电子电气架构下,我们的汽车操作系统长什么样,需要具备什么样的功能和属性,如何开发,未来汽车操作系统又会如何发展。废话不多说,我们开始今天的内容。

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分布式架构下的嵌入式实时操作系统



在分布式架构下
汽车不同的应用系统,通过专门的控制单元进行管理,例如,变速器控制器(TCU)、电池管理系统(BMS)、发动机控制单元(ECU)等。这些控制单元各自负责特定的功能区域,它们之间的直接数据交换相对较少,为了实现必要的数据通信,通常采用基于信号通信的CAN(控制器局域网络)总线系统。
此时的汽车控制器,除了实现特定的控制功能外,虽然对数据吞吐量要求不高,但都直接涉及车辆的行驶安全,所以对自身实时性和安全行要求比较高,主要体现在以下几个方面:

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