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在未来领域融合的趋势下,QNX仍将是底层软件的重要参与者。 例如,在最新的一体化驾驶舱解决方案中,黑莓QNX将继续从基础软件的角度提供支持。 今年12月,黑莓将发布QNX SDP 8.0版本。 董源文表示,这个版本将带来质的飞跃,其编译器、调试器和内核在性能和质量上都会有阶跃变化。
董源文|黑莓QNX大中华区首席代表
以下为演讲摘要:
从硬件驱动的汽车到软件定义的汽车
当前,汽车电子正在快速变化,已经从硬件驱动的汽车发展到软件驱动的汽车,再到软件定义的汽车。 随着标准化硬件和标准化软件在汽车电子中的大量使用,汽车内部越来越像一堆计算机,而每台计算机从下到上都有五项关键技术,分别是芯片、操作系统、和中间件。 软件、算法应用和云数据。 除了芯片之外,其他四项关键技术都是软件。 汽车中80%以上的关键计算机技术都是由软件组成的,因此被称为软件定义汽车。
汽车越来越像轮子上的电脑,其电子内部系统就像是一堆电脑组成的网络系统。 该系统由五个主要领域组成。 下半身为底盘域和动力域,上半身为座舱域、智能驾驶域和高性能计算域。 这三个领域在过去八年里经历了域内整合的过程。
来源:嘉宾演讲资料
融合从驾驶舱开始。 目前,一颗芯片已经可以承载多个域。 自动驾驶辅助使一个芯片能够执行过去需要多个芯片才能完成的功能。 目前,高通占座舱域控制器的80%以上。 基于近两年“缺核、少核”的问题,国产芯片非常重视研发。 新驰、瑞芯微、紫光展锐等在国产机型中慢慢崛起。
对于每一个三域控制器平台,我们都提供以操作系统为核心的基础软件解决方案。 虽然在设计方面,几乎所有主机厂都有我们直接或间接的技术,但这只是汽车电子的很小一部分,所以基础软件仍然是以操作系统为核心。
从融合座舱到自动驾驶的探索
回到域控制器集成的原点,也就是2016年,我们跟随国内外主机厂进入集成座舱领域。 我们座舱领域的技术软件架构,无论使用哪种芯片,都使用同一套技术软件。 数字座舱领域有一个组合叫做QQA,它就像IT领域的计算机。 硬件、基础软件、平台软件确定后,就可以在上面加载各种应用程序了。
目前,在数字座舱领域,基础软件占我们国内份额的99.9%。 自2017年第一个单核多屏座舱项目以来,已有超过70个OEM平台项目。 最近发布的极悦001以及未来将要发布的极氪、领动等都是基于高通8295平台和我们的一核多屏重大项目开发的。
另外我们的自动驾驶项目也非常丰富。 比如现在的主流平台,它的操作系统底层就是基于我们操作系统的计算软件。 国内外基于的项目有很多。
今年总部开会时,各地区领导人表示,在欧洲,OEM厂商做得越来越多,芯片公司做得越来越多。 可见,汽车电子风控模式的变化不仅发生在中国,全世界也在发生变化。 我国不再只是跟随者,而是成为领导者。
我们的CEO在参观了中国多家整车厂后表达了他的深刻印象。 首先,国内项目的开发周期比国外短很多。 二是国内新技术发展迅速。 例如,第一个8295项目首先出现在我国。 正是以上特点,促使不少国外整车厂来到中国与一些企业建立合资企业进行学习。
另外,高通平台上的8650预先集成了我们的安全级基础软件,并且有很多指定项目。 目前量产的有长城、海默等,即将量产的有高通8650宝马等。我们的车身控制器项目也很丰富,比如高河、蓝图等很多项目。
从我们域控制器的基础软件来看,还是主要以操作系统为核心。 我们希望与合作伙伴一起支持最终客户,而不是抢占客户的市场,因此我们始终专注于小型操作系统和基础软件。
来源:嘉宾演讲资料
我们的每一个标准产品都是以服务为主要焦点。 2015年,欧洲主机厂希望我们和高通合作做基础软件,我们就合作了。 同年,一家日本主机制造商希望我们能与英特尔合作生产,我们同意了其要求。 我们的虚拟化直到2018年3月才正式发布。在此之前,生产主要是服务驱动的。 自从我们虚拟化发布以来,这个细分市场几乎所有的单核多屏都是我们的。
随着软件比重和复杂程度的增加,汽车的功能安全和网络信息安全要求也越来越高。 开发项目有四个级别。 第一层满足功能,解决问题; 第二层满足性能,解决问题; 第三层满足长期稳定性、安全性,最后是功能安全和网络信息安全。 从外国人的角度来看,如果这个项目满足了这四个层次,那么这个项目就是完美的。
但国内项目的开发周期很短,开发者没有足够的时间来解决功能安全和网络信息安全问题,所以我们选择先量产再迭代——先完成功能,再迭代通过 OTA 实现性能。
这是国内项目与国外项目的显着差异。 因此,国内可能会采用一些开源组件来快速量产,以满足功能。 国外的项目,特别是自动辅助驾驶项目和车身控制,基本上都采用实时操作系统和功能操作系统。
功能安全认证及驾驶室集成控制器架构
国内不少企业已正式宣布通过多项功能安全认证,但也有部分芯片企业正式宣布整个芯片已通过SLD认证。 如果你仔细看证书,你会发现大芯片中的小模块只有1%获得了认证。 我们给每个产品颁发证书,以标识哪些部门通过了功能安全认证。
但即使使用我们的整个功能安全包进行开发也无法完全符合功能安全认证。 因为功能安全芯片只能保证编译出来的东西有一些功能安全特性,不能保证大家都使用全局变量。 功能安全产品软硬件都有一份非常重要的数千页文档,开发前需要仔细阅读。 正是这份文件让国内主机厂在做功能安全项目时非常痛苦,导致开发项目过程中表现不佳。 放飞自我很容易。
以下是我们在开发基础软件时必须满足的四点。 这四点同样适用于国产操作系统和国产基础软件。 如果满足这四点,整个系统从基础软件层面就功能安全。
来源:嘉宾演讲资料
首先是空间隔离。 芯片中存在内存资源、外设资源、EMC存储资源等各种资源,这些资源需要隔离。
二是时域隔离。 当两个进程想要访问同一个资源时,不能给一个进程独占资源的机会,并且长期无法释放。 因此,必须在时域内进行隔离。
三是消息流通机制,必须保证消息在通信过程中可监控、可预测。
最后,沟通过程中必须满足各种特征。 这四点对于设计功能安全系统是必要的。
我们拥有许多满足汽车网络安全标准的功能,例如加密、完整性、可用性、不可复制性、最小权限等等。 我们的软件安全功能广泛应用于要求苛刻的领域。
事实上,过去几年我们经历了域内融合。 例如,在驾驶舱领域,仪表、中控、平视显示器HUD、乘客屏幕等都集成在一颗芯片上。 从2022年10月开始,跨域融合的趋势将开始出现。 国外已经有很多项目,国内进展比国外稍慢。
目前我们与、AMD等多家国内外芯片公司合作,生产了以下集成座舱和驾驶员控制器的架构解决方案。 不同的芯片采用相同的解决方案。 这是我们的虚拟化整体解决方案,两年后就会量产。 这将是世界上第一个量产的产品。
来源:嘉宾演讲资料
黑莓QNX将于今年12月发布8.0版本。 四年来,我们重写了QNX内核,并对出现的一些问题进行了优化。 其显着特点之一是随着核心数量的增加,性能可以实现线性增长,尤其是8核、16核及以上。 目前已有不少核心客户获得了我们的EA版本。 该版本与高性能计算平台和国产大算力芯片深度合作。
另一个重要的特点是它采用了一种机制,将数千个开源组件预先放置在T-box中并直接适配到系统中,完全以原始代码的形式提供。 这一特性从性能和开源适配的角度极大地方便了用户。
(以上内容来自黑莓QNX大中华区首席代表董源文在9月21-22日举行的2023第三届智能汽车域控制器与中央计算平台创新峰会上发表的《车规级操作系统-汽车电子软件》, 2023.《修正根基》主题演讲。)