瞄准整车级OS 汽车软件未来的路在何方

“我们最终的形态就是整车级OS。”

智能汽车域控制器创新云论坛上，小鹏汽车嵌入式软件高级专家闫雪强调。

实际上，两年前小鹏汽车就已经推出了Xmart OS，从Xmart OS向整车级OS，是有限开发到深度开发的进阶，执着于全栈自研，咬定技术不松口的小鹏，在整车级OS上看到了怎样的潜力？

硬件架构，中央超算已是大势所趋；软件架构的发展却令人无限遐想，是系统自研、科技是第一生产力？还是开放合作、伙伴越多机会越大？

结合小鹏的软件研发经验，闫雪的回答从主机厂视角结合了两种观点，从他的答案中或能窥见汽车软件发展前景的一角。

图片来源：小鹏汽车

从“信号”到“服务” 软件架构有何在变

硬件电子电气架构上，汽车行业正从分布式E/E架构、功能域分布、关键域融合、向中央计算平台+区域化架构发展。目前，大部分车企都处在从功能域向“中央大脑”架构的过渡阶段。

图片来源：小鹏汽车 闫雪

随着软件占整车的比重上升，智能汽车软件架构正在向SOA转型，通信模式从面向信号（Signal-Oriented）转为面向服务（service-Oriented）。

所谓面向信号，汽车E/E架构使用CAN进行总线式信息传输，为了传输一个信号值，往往要将同线路上的其他信号值一起打包到总线上，灵活性不高。

总线传输模式下，为了实现某一项功能，特定ECU从底层到应用层开发一整套软件，并用特定信号与外界进行交互。某一信号的变更都需要链路上所有相关ECU进行相应变更，灵活性及效率较低。

相比而言，业界推崇的汽车SOA架构，属于面向服务的分布式架构。简单来说，就是将车端各种功能划分为不同服务（“服务”可以理解为实现功能的函数或者方法），拆分为颗粒度更小的标准化接口，各服务间得以相互访问，方便实现功能组合，完成更复杂的功能场景。

如乐高积木组合一般：复合场景，子服务可以任意组合拼接，灵活性更强；单一场景化服务的迭代只需要进行子服务重组、更新速度更快。

图片来源：小鹏汽车 闫雪

不止如此，SOA架构下，整体功能的调度和管理可以被放在更高层级的控制器里执行，后续功能迭代更多会基于高层级的ECU进行开发，可以减少底层开发工作量。

总的来说，SOA的特点在于内部高度聚合，不同服务之间耦合程度低，不像传统ECU架构牵一发而动全身，从“面向信号”到“面向服务”，后续更新和功能迭代的复杂性大大降低了。

小鹏为何瞄准整车级OS

将SOA架构作为其过渡至整车级OS前的一个阶段，闫雪口中的整车级OS指的更偏生态，而非单纯的操作系统层面。

智能化时代，企业在OS领域的布局主要有两种路线：第一种基于Linux架构进行深度定制化开发，比如华为鸿蒙OS、AliOS、地平线的TogetherOS、微软的WinCE。

在OS布局的另一种路线，也是大部分车企出于提前入局的心理而采用的：基于Android、Linux进行有限的定制化开发，比如小鹏在2020年发布的Xmart OS。

为什么小鹏目前瞄准的是第一种开发模式？

图片来源：小鹏汽车官网

进行深度定制化开发的车载系统，企业的多重巧思和个性化设置都可以体现在操作上。

更重要的是，这种系统打造的是一种开放生态，如地平线创始人余凯所言：一开始可能是技术的领先，其实到最后，实际上是应用生态的领先。用的企业多，这种系统的口碑也会随之提升，通过打造生态群来提高竞争力。比如说AliOS，上汽旗下的斑马智行就曾与之合作推“互联网车型”。

类似手机行业主流的几大系统，系统有独特性容易增强用户群黏性，但相应的，这类系统需要支持多核处理、多线程计算；整体架构要面向服务，易于修改；与行业化的软件标准（比如AUTOSAR）兼容；具备高精度的时间同步性、信息安全性和系统可靠性等等。

总的来说，小鹏汽车的下一步期待是通过全栈自研和合作的方式，去建立自己的开放生态，也就是闫雪口中的“整车级OS”。

集成vs耦合 生态vs自研

对小鹏汽车而言，这两对词语所代表的状态并非水火不相容。

结合小鹏汽车的产品实践，集成和耦合是功能开发时需要平衡的两种路径：

比如座椅的控制功能，由于座椅的供应商不同，且提供的功能丰富程度差异化较大，如果将座椅控制功能全部集成于域控制器，会不利于域控制器的平台化。相反，如果是图像处理，各个摄像头可以考虑集中在一个控制器里进行统一预处理。

要平衡集成和解耦，就要看怎样的处理最适合于实际情况，比如车内空调的执行器功能繁杂多样，不适合集成；而空调的系统调度就适合集成处理。

以此类推，如何看待功能域的集成，尤其是行业流行的舱驾一体化。闫雪认为，座舱跟自动驾驶集成在一起，有一定好处：比如说可以增加车用摄像头的使用效率：自动驾驶采集的视觉信息也可以给其他功能域使用；同一个摄像头，在智能驾驶的空闲期可以去满足其他功能需要。

再看自研和生态搭建这对所谓的矛盾。

深度研发整车级OS时，全栈自研，每一个端口的技术都能掌握，每一个参数的修改都心里有数，是车企安全感的来源。

而在平台的后续发展中，开放部分接口，在保证安全的情况下，吸引第三方企业、车机发烧友或者爱好者做软件开发，集思广益，让“软件定义汽车”从制造端走向需求端，又有何不可？

图片来源：盖世汽车

智能化赛场白热化，智能汽车未来将走向何方？大部分企业都是摸着石头过河的状态。如小鹏汽车般一步一个脚印的攻克技术难题，相比看似遥不可及的远方，至少先得到了走向远方的底气。

（以上内容根据小鹏汽车嵌入式软件高级专家闫雪在2022年6月29日由盖世汽车主办的2022第二届智能汽车域控制器创新云论坛发表的《以域控为基础的智能座舱架构设计》主题演讲进行理解和整理）