随着汽车进入智能网联时代,软件定义汽车已经成为行业共识,汽车将成为真正行走的“智能终端”。智能不等于冰冷,汽车也将变得越来越有生命力,未来决定汽车的个性化差异也将与人工智能、大数据和云计算技术等息息相关,而承载这一切的车用操作系统无疑是完成汽车新定义的软件架构基石。

一、操作系统介绍

操作系统定义一般分为广义操作系统及狭义操作系统。

广义操作系统是指控制和管理硬件和软件资源的程序系统集合,为上层软件、人机交互、数据连接等提供接口和运行环境,操作系统作为硬件和软件的接口起到承上启下的关键作用。

狭义操作系统是指操作系统内核及虚拟机,是为操作系统提供最基本的功能,负责管理系统的进程调度、内存分配、设备驱动程序、文件系统、网络等,决定着系统的性能和稳定性。

零束银河全栈技术解决方案之操作系统_微内核

操作系统定义

从开发范围来区分操作系统又分为三类,完整操作系统开发、ROM型系统开发、超级APP型系统开发。

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操作系统研发分类

根据汽标委2019年发布的《车用操作系统标准体系》中对车用操作系统的定义,针对车内不同应用场景下操作系统的需求,零束车用操作系统方案可灵活协调,满足各场景需求。

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车用操作系统分类

二、零束车用操作系统

零束将在银河全栈3.0技术解决方案中启动狭义操作系统开发的工作,以更好的满足智能车应用对软件平台的需求。这些操作系统包括Safety Linux、微内核、Hyperviosr、Safety RTOS操作系统。

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零束银河全栈技术解决方案之操作系统

Safety Linux

Linux作为一个广为人知,且应用广泛的操作系统,由于其对硬件外设驱动支持好、软件生态丰富等特性成为了车载操作系统首选之一,但因缺乏功能安全却往往让大家望而却步,零束加入了Linux开源组织ELISA,共同研发以功能安全级别ASIL-B为目标的Safety Linux操作系统,Safety Linux具有如下特点:

  • · 系统级高可用性和可靠性
  • · 安全相关任务调度的实时性
  • · 进程之间在空间和时间上互不串扰
  • · 进程之间安全可靠的通信机制
  • · 提供满足功能安全等级的运行时环境
  • · 完备的信息安全支持

Micro Kernel

微内核可以满足对操作系统更高的功能安全及实时性需求,因其架构设计是内核部分代码量少,系统服务更多的运行在用户空间,当某个服务发生问题时并不会影响内核稳定性,天生具备功能安全优势。但微内核缺少类似Linux的开源生态环境支持,所以微内核更适合银河全栈中对功能安全要求更高、稳定性更强的部分,但同时对软件生态没有过高要求的场景使用。微内核解决方案将以ASIL-D功能安全级别为目标,满足银河全栈高功能安全场景操作系统需求。

Hypervisor

Hypervisor提供了不同安全要求操作系统运行在同一芯片上的解决方案,满足算力共享,资源按需隔离、共享等需求,保障大算力芯片充分释放算力资源。Hypervisor具有功能安全性高、虚拟化性能损失小等特点,将以ASIL-D功能安全级别为目标,保障虚拟化架构高效运行。

Safety RTOS

Safety RTOS既可针对市场主流MCU提供符合OSEK/VDX OS V2.2.3等规范的高实时、高可靠、确定性的多核实时操作系统;也可针对市场主流SOC的Cortex-M/R 核提供一套可灵活配置、裁剪以满足特定场景及功能定制化需求,并完成功能安全监视、异常检测及处理等功能的安全操作系统。

面对银河全栈技术解决方案对操作系统的复杂要求,单一操作系统并不能很好的满足全场景的要求,但同时多个操作系统又会给上层软件带来巨大的适配压力。为解决这一问题,零束软件平台及解决方案设计了操作系统抽象适配层(OSAL)、硬件抽象适配层(HAL)、用于统一上层软件对操作系统调用的接口层,大大减少了上层软件在不同操作系统间迁移带来的适配工作,让软件快速在操作系统间迁移成为可能。

操作系统是智能汽车的“智慧大脑”最重要的组成部分,同时也是上层软件的基石,零束愿意与全行业一起共同努力,携手共进,也欢迎操作系统领域有识之士加入,共同为操作系统生态体系建设贡献一份力量。