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誠邁科技鄒曉冬:基於Hypervisor智能駕駛艙的軟體核心技術

車雲按:2017 第二屆(武漢)智能汽車創新發展論壇在武漢落下帷幕。本次論壇由武漢市經濟技術開發區管委會(漢南區政府)與車雲網聯合主辦,會議吸引了500餘名觀眾報名參加,30位來自地方政府、整車廠、供應商、創業公司、科研院所、行業協會、投資機構的重磅嘉賓發表了演講。

誠邁科技(南京)股份有限公司高級技術副總裁鄒曉冬在現場分享了基於Hypervisor智能駕駛艙的軟體核心技術。下面是車雲菌整理的演講實錄:

大家好,非常高興在這裡做技術分享。首先自我介紹一下,我來自誠邁科技,誠邁科技主要提供的是操作系統的軟體方案,是一家以軟體開發服務為主的公司。

我今天演講的主題會偏重從操作系統的軟體層面來講一下我們對汽車電子技術發展趨勢的展望,包括在這種趨勢下可能遇到哪些技術問題,應該做哪些技術準備。

我自己把智能汽車這個時代定義為「革命的時代」。為什麼這麼說?它其實有兩方面的含義:

  • 第一、它是一個技術升級,革命就代表一種升級,所以我們體驗上完全不一樣;

  • 第二、趕不上技術發展趨勢的公司就會被淘汰,同時新類型的公司會起來,所以大家同時有很多機會。

簡單講PPT之前先回顧一個歷史。十年前發布了一個很重要的東西——蘋果的第一代iPhone。在此之前大家使用的手機就是功能手機,打電話、發簡訊、聽音樂而已。但是iPhone的出現首先改變了用戶體驗的行為方式,交互方式改變了,是一種觸摸的交互方式。而iPhone經歷了10年發展到現在又完全不一樣了,馬上iPhone 8、iPhone X就要上市了,雙攝像頭的設計,最簡單的就是拍照,可以即時進行特效處理,這個功能可以實現一些井噴的效果。有了這種技術之後可以把應用場景擴大化,甚至可以做成AR手機,當成一種生產工具來使用了。這種變化是相當革命化的,大家應該能夠感受到這當中飛速的變化。

智能汽車也是在這個趨勢下應運而生的。今天中午跟一位嘉賓聊天,他提到說目前在做晶元,計劃把深度學習的功能加進去。我對這一點感觸特別深,如果不加這個功能,可能ADAS演算法支持效果就不好,進而我們談論的自動駕駛也是實現不了的。如果你的晶元不支持這種功能,很可能你的產品兩年後就會被淘汰,而如果你要增加這種功能,就需要有技術積累,否則是做不出來的,而做不出來的後果也可能導致被淘汰,壓力很大,相信在座的各位大家都能感受到來自業界的這種壓力。

我們現在從智能手機回到智能汽車的議題上。我們講到智能汽車的一些發展趨勢,首先以上汽榮威RX5的車載娛樂信息系統為例,它跟我們之前看到的同類型產品不太一樣。例如屏幕很大,而大屏輸出首先展示的信息量會很大,以前簡單的只是導航地圖,播放音樂等等,它現在是把整個系統大屏化,往往現在很多廠商其實是沒有這方面技術能力的,這就是一個技術升級。

第二個是操作界面,我們會看到很多第三方應用,比如說語音的功能,這種功能也是需要在底層從晶元上開始處理,這就使得系統對CPU的要求變得越來越高,要有強大的計算能力做支撐。還有很關鍵的一個應用是車聯網。我們的用戶都是被智能手機鍛煉過的用戶,已經非常習慣使用各種APP和服務。因此,對現在的車機來說,只是能提供導航和播放音樂的功能根本無法滿足消費者的需求。

上午一位嘉賓展示了智能停車繳費系統的應用,但這種情況下對網路功能的要求會特別高。因為這樣的網路構建涉及以下幾個方面:一、網路的建設;二、終端系統的網路支持要求越來越高。以智能手機為例,智能手機百分之四五十的問題出在哪兒,不是你本身終端的問題,是通訊問題。而通訊問題出現在哪兒,可能出現在各種路側設備,各種場合不同信號的處理問題上。所以,今後智能網聯汽車遇到的問題會越來越多,這就要求相關的軟硬體方案商、Tier 1供應商要在通訊方面具備功能,但目前來看,很多方案商還不具備這種技術能力,或者這方面的技術實力還比較有限。

第三個是生態系統。現在顯然不是造一輛簡腳踏車就能夠滿足消費者的需求了,你還需要配套各種TSP服務,這種趨勢在幾年後會變得越來越明顯。所以說,大家在選擇車機方案時要特別注意,需要考慮到軟體生態的搭建。為什麼現在很多廠商都找到我們說希望開發基於Android O(安卓8.0)的車機系統,因為安卓生態系統已經有了很成熟的配套服務供應商提供相應的內容,這迫使廠商不得不支持這套系統,這也是目前業內的一個變化趨勢。

我們著重看下目前現金的儀錶系統發展動向。以前的儀錶系統非常簡單,一個MCU的處理器上面運行著大小隻有幾十KB的系統,基本只要支持一些警示燈功能就可以了。但基本上從明年往後大家看到的可能都是液晶儀錶盤了,除了傳統的一些功能之外,可能有的廠商會把地圖、ADAS、音樂等功能放上去,這就要求儀錶系統除了可能需要有單獨的CPU處理器之外,還必須有獨立的操作系統。因為只有操作系統才能有序地調動這些功能的實現,所以說這個發展趨勢對傳統的儀錶行業又形成挑戰了。

以特斯拉為例。首先特斯拉的銷售和服務模式對傳統車企的衝擊很大;其次特斯拉最新發布的Model 3車型甚至將儀錶系統去掉了,取而代之的是利用AR技術在風擋上實現有關信息的顯示。從技術角度來說,AR等新技術對傳統主機廠有衝擊,同時各種新材料的使用也或多或少增加了成本支出。所以技術升級不可避免,否則就可能面臨被淘汰出局的後果。

在這種需求之下會產生那些變化呢?

  • 第一、處理器的計算能力越來越強大。可能需要至少四核或者八核的CPU;

  • 第二、虛擬化技術。其實虛擬化技術在汽車電子領域應用剛剛開始,在傳統行業裡面已經應用好多,最大用處是來解決資源的過剩問題。處理器能力很強,怎麼充分把處理器硬體系統能力發揮出來,這就是虛擬化系統要解決的問題。而且要做到一個平衡,這個平衡包括資源利用平衡和價值平衡,因為這個時候大家不需要買更多硬體,就在一個硬體上面可以跑幾個系統;

  • 第三、操作系統的複雜度和穩定度會有極大提升。現在光安卓編譯出來的鏡像就將近七八百兆,會產生幾十個G的代碼,以前做機械儀錶系統可能幾個人就可以搞定,現在沒有幾十個人專業的隊伍你開發不出來這樣一個產品。

  • 第四、用戶體驗的設計很關鍵。這個車廠可能更關心一點,抓住用戶,提升用戶黏度,就必須要做用戶喜歡的各種產品;

  • 第五、後面幾個也包括剛才我講過的,大屏的輸出,新的交互模式以及互聯通信這樣重要的環節等。這些都是現在大家在開發下一代智能駕駛艙平台中遇到的問題,每家廠商目前都面臨著被革命的壓力中,或多或少都存在開發周期緊湊、系統龐大、維護周期延長的問題。

那麼針對汽車軟體環境平台的架構,因為時間有限,我簡單做下說明。黃色的部分就是一些新的領域,從這個圖裡面看出來90%都是比較新,這就是我們所有廠商或者說合作夥伴要解決的。從底層的硬體設計,因為採用了新的晶元架構,Hypervisor是以前沒有的環節,從儀錶系統到ADAS,可能未來都是需要帶操作系統的界面,這其中70%~80%都是新的,甚至90%全都是新的領域。

下面簡單介紹一下Hypervisor(運行其他操作系統的操作系統)。這個技術剛才講了是一個很成熟的技術,現在有兩種類型的Hypervisor:Type1和Type2。兩者的區別,簡單來說,Type1是直接硬體抽象層,可以直接模擬成幾個OS;Type 2相當於在軟體層再模擬一個系統,類似我們在PC上使用的VMware。汽車電子領域Type1的Hypervisor技術應用比較多,未來廠商必須要有這種Hypervisor的集成經驗,會涉及到虛擬的驅動開發和資源配置,包括對各種虛擬機(Guest OS)的支持,其他就是對全新CPU的適配。

下面這個表是我對「Hypervisor+CPU」技術應用的簡單歸納,是和現在的合作夥伴一起在做的。不過這個表可能參考作用不大,因為每家公司的產品都是完全是不一樣的,Hypervisor主要是解決資源衝突以及虛擬機的選擇問題。沒有所謂固定的模式,要根據你的產品類型、你的系統標準等等來選擇最合適的解決方案。

還有就是安卓,雖然概念比較新,但是在汽車上的發展是比較落後的。我看到大部分合作夥伴的安卓系統還都是很老的版本,但是安卓已經發布了最新的8.0操作系統——Android O,技術已經完全升級了好多。首先就是架構上面已經開始了對汽車的支持,提供了一套單獨的跟車相關的服務和API介面。以前我們大家用安卓系統來做車機,每家公司的方案都不一樣,都是完全自己來定義的,但是谷歌發布了新的架構之後,方便上下游的合作夥伴,從軟體公司到產品公司到方案公司,可以沿著一套框架來做,這就是一個標準化的東西,有利於大家更和諧地進行集成工作。

當然這其中涉及的問題有很多,但很關鍵的一點就是,之前谷歌會針對安卓系統開發有一個標準認證叫CTS,但現在針對汽車領域專門提出一個新的標準叫VTS。這意味著你要做一套車機系統設計,從一開始就要知道如何達到VTS的認證標準,而專業的公司,從最開始設計的時候就知道如何遵循谷歌的規範,可以讓廠商把系統軟體功能發揮出來。

對誠邁科技而言,我們會來解決整個系統打造的基礎工作。做這個東西的目的是為了方便我們客戶,幫助解決客戶之前遇到的問題。你不熟悉晶元,你不熟悉操作系統,不知道怎麼過認證,我們可以幫你設計整套的方案,讓我們的客戶專註在解決用戶體驗、吸引客戶產品的那個部分,把底層系統的部分交給我們來完成。

上面就是誠邁基於Hypervisor技術打造的下一代智能座艙解決方案。我們和主流晶元供應商英特爾、高通、瑞薩以及德州儀器都有良好的合作,我們都在集成他們的方案,包括車載娛樂系統、數字儀錶,支持像QNX、安卓、YunOS等主流操作系統。目前我們有兩千人的團隊專門做這些方面的研發工作和服務,希望我們在晶元及操作系統上面的一些技術積累和優勢,能夠幫助客戶解決最後一公里的問題,使其能夠專註在設計出符合消費者需求產品的核心領域。



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