智能网联汽车电子电气架构产业技术路线图

智能网联汽车电子电气架构产业技术路线图2限公司、北京邮电大学、北京理工大学、北京国家新能源汽车技术创第一汽车集团有限公司、北京新能源汽车股份有限公司、华为技术有有限公司、武汉路特斯科技有限公司、岚图汽车科技有限公司、网络室、博世汽车部件(苏州)有限公司、惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司、上海鲲宜软件技术有限公司、紫光展锐（上海）科技有限公司、东软睿驰汽车技术软件技术有限公司、清华大学深圳国际研究生院、中国信息通信研究有限公司、北京交通大学、普华基础软件股份有限公司、上海仰望平汽车股份有限公司、合众新能源汽车股份有限公司、重庆长安汽车股李长龙、孔祥明、张兆龙、孙江辉、王颖鑫、王孟轩、刘建业、李玉鹏、晓、宋超、李雪峰、丁先山、尹扬、叶淼波、张贵海、司华超、方伟家、张华宇、严园园、李庆、李迎宾、王存跃、孔德刚、和林、邱安崇、王碧、黄军、梁迪、林翠兰、唐侨、叶浩宇、周晓萌、吴胜武、朱勇旭、刘威、闻继伟、刘德宽、时红仁、张瑜、顾照泉、任学锋、殷凡、彭方强、张伟云、赵公旗、李剑峰、康金灿、章恒、张凯、李巍、何巍、张立峰、李明辉、葛文奇、李宗辉、杨冬、赵亚鑫、贾承前、彭双印、胡斌、张良、王静、刘建峰、王野、侯亚飞、蒋峰、雷剑梅、刘杰、3智能网联汽车成为全球汽车产业战略重点，各类能化功能越来越多，汽车电子电气架构随之持续演进，有着向中化系统架构进化的趋势，同时软件架构通过服务化逐步实现分层《智能网联汽车电子电气架构产业技术路线图》气架构，新型电子电气架构本质是为车端提供一个面向服务的分本报告在中国汽车工程学会、电动汽车产业技术创新战略联盟（CAEV）和中国智能网联汽车产业创新联盟（CAICV）的支持和指导下，通过CAEV汽车电子电气架构工作组和最后，感谢参与《路线图》编撰、研讨、审核修订的全组牵头单位国汽（北京）智能网联汽车研究院有限公司、国汽智控（北京）科技有限公司、北京邮电大学、北京理工大学、北京国家新能源汽车技术创新中心有北京理工大学邹渊、中汽研（天津）汽车工程研究院有限公司韩光省技术与标准研究所张恒升、普华基础软件股份有限公司解决方案中心技术股份有限公司新能源事业部技术中心钟国华对本报4 51.1行业背景 51.2新型电子电气架构（EEA）定义 61.3总体研究目标和范围 7第2章产业发展概况 92.1产业发展现状 2.2产业链概况 2.3政策和标准 2.4产业技术发展趋势 452.5问题和挑战 第3章关键技术体系 593.1软件架构关键技术 593.2硬件架构关键技术 843.3通信架构关键技术 11003.4车路云协同关键技术 1493.5电子电气架构相关安全体系 1555第4章开发与测试流程方法及工具（PMT） 1674.1基于模型的汽车电子电气系统设计理论基础 4.2架构开发模式和开发流程 17114.3架构测试流程 17334.4开发和测试工具链 1811第5章产业技术发展路线图：预期目标和实现路径 19425.1产业发展总体路线 19425.2软件架构发展路线 1995.3硬件架构发展路线 2065.4通信架构发展路线 21775.5车路云协同发展路线 22225.6电子电气架构相关安全体系发展路线 2255第6章总体发展建议 2322参考文献 2366英文术语、英文名词缩略语对照表 23951.1行业背景系统（ABS）、到智能车控、智能驾驶、智能座舱和智能网关域控制器，以及智能传感器、近年来，在国家产业政策的引导和扶持下，以节能环保为代表的遇。同时，在物联网（IoT）和IT技术的推动下，智能驾驶及智能网联技术广泛应用，使汽车从简单的代步工具逐步演变为用户移动出行的智能图1-1智能网联汽车发展趋势汽车远期形态将向“车路云网图”协同发展模式演进。当云端得到充分发展后，车云通信技术可做到真正融合。同时，支持高级别自动驾驶和车路云协同的智能6构在车载算力集中、车路云多源算力分配、时间敏感关键信的技术演进和变革提出创新要求，也促进汽车电子电气架构技术向“软件定义汽车”方向逐步汽车电子电气架构的发展历程和趋势总体上正在从分布式架构图1-2汽车EEA发展路线11.2新型电子电气架构（EEA）定义智能网联汽车新型电子电气架构区别于传统汽车一个异构的分布式面向服务的计算平台，涵盖汽车电子软件传统电子电气架构集合应用场景需求、功能逻辑实现、网络通讯拓含电子电器部件以及建立这些部件之间的交互机制的过程。在功能特定约束下，通过对功能、性能、成本、装配等各方面进行分析，1研究报告《智能网联汽车新型电子电气架构标准化需求研究》，全国汽车标准化技术委员会，2027其中，软件架构层面采用面向服务架构（SOA）作为车端软务化对功能逻辑进行封装，通过服务组合方式进行软件集成，通过软向化和敏捷化管理降低软件开发成本，提高软件架构的可组合扩展性场景应用的快速迭代更新；在硬件架构层面采用域控制器、区域控制性能大算力平台为支撑，在提升算力的同时实现硬件平台的集成化、采用SOME/IP（ScalableService-orientedMiddlewareoverIP，可扩展面协议）或DDS（DataDistributionService，用于数据分发/订阅的通信中间件协议和全等技术，确保智能网联汽车海量数据的高速传输；在信息物理层面，借助5G无线通信、车规级边缘云、数字孪生、安全以及实现车路云同步的数字底座等技1.3总体研究目标和范围《智能网联汽车电子电气架构产业技术路线图》新一代电子电气架构技术、标准、工具链和产业发展等方面的合作研各方力量，促进电子电气架构共性技术研究，在产业内促成友好放共享的产业合作模式，支撑国家汽车强国建设工作。《路2.研究产业生态发展趋势，立足现状，促进产业生态不断完善4.研究汽车电子电气架构设计方法论以及开发测试的流程、方85.促进将信息安全、功能安全和预期功能安全融6.对智能网联汽车电子电气架构的产业和技术发展路线四大部分展开研究，覆盖智能网联汽车电子电气架构产业和技跨界融合、共享生态，为从业者及决策部门提供智能硬件架构、通信架构、车路云协同中的关键技术，以及纵贯电子电图1-3《路线图》整体内容结构9第2章产业发展概况表2-1产业发展概况导读2.2.2软件架构产2.2.3硬件架构产2.2.4通信架构产2.4产业技术发展趋势2.1产业发展现状域集中（DomainCentralization）、域融合（DomainFusion）、整车中央计算平台（VehicleComputer）、车-云计算（VehicleCloudComputing）阶段。该演进概念清晰指明了未来汽车电子电气架构算力会逐渐集中化，最终会发展到云端计算。当前主流图2-1博世EEA发展六阶段安波福提出智能电气架构（SVC），采用中央计算机及带有标准关，统一供电和数据主干网，通过双环拓扑结构实现冗余网络。而动力数据中心（PDC以为周围的电子系统分配电源，收集并分发大量原始传感机中对它们进行处理以实现自动驾驶命令。区域控制器为传感器提供供区域算力。作为中央计算平台的开放式服务器平台可动态分配算关键部位发生故障的情况下也能安全行驶，从为了适应市场对电动化的需求，实现从分布式向集中式开发单位和组织之间进行协调，从而提高开发的灵活性和创新性图2-2特斯拉Model3ECU图示控制器架构，采用Autopilot（自动驾驶）+IVI（信息娱乐系统）+T-BOX（制器方案，通过中央计算模块（CCM）对不同的区域ECU及其部件进行统一管理，并通过CAN控制器局域网进行通信，并实现了高度集成，高度模块化，对传统汽车电子架构进行了全方位的创新，实现了“软件定义汽车”，加快了汽特斯拉的集中控制功能集成在三个域控制器中，中央计算模块息娱乐域控制模块，以及外部连接和车内通AICM（智能驾驶与信息娱乐域控制模块）：连接各类自动驾驶传感器，综合执行逻辑LBCM（左车身控制模块）和RBCM（右车身）：央控制单元，部署了所有与策略相关的功能，因此车辆的ECU也相应地减少。剩余的ECU大众为了适应市场对电动化的需求，推出了MEB平台，实现从分布式向域融合电子电舱（ICAS3）三大域控制器。ICAS1实现整车所有控制类功能集成，如高压能量管理、低压统的请求。ICAS3采用一机多屏控制方式，通过以太网接收ICAS1和ICAS2的需求。另外沃尔沃的区域电子电气架构包括CoreSyste），整车控制器）对应车载中央计算机，提供整车智能图2-3沃尔沃EEA架构示意图分为：驱动域、能源域、横纵向控制域、驾驶辅助域、座舱域、车不同的域之间通过高速以太网来进行信息交互，域内采用CAN\LIN等进行实时低速通信；新架构分为传感器与执行器层和承载不同功能的域层；车辆的中央图2-4奥迪EEA架构示意图域集中式控制。国内造车新势力普遍直接采用功能域控到域融合的过渡图2-5国内传统整车企业EEA架构示意图宇通电子电气架构当前采用的是分布式电子电气架构（如图2-6），由独立网关隔离不图2-6宇通EEA架构示意图极氪汽车已量产（车型：极氪001）的电子电气架构是功能域集中式架构（如图2-7元，功能域内跨子系统和子系统内部的逻辑接口交互在域控内部即可过Flexray（高速容错网络协议）和以太网为主干网的双网实现。ECU实现功能业务应用和执行器控制逻辑的解耦，功能接口模块化、标准化、开放化。在电子CAN/LIN/A2B/LVDS等网络连接在各自的域控上，一定程度上缩减了ECU数量、降低了整图2-7极氪汽车EEA架构示意图图2-8华为EEA架构（CCA）示意图国内造车新势力整车企业普遍采用功能域控到域融合的过渡方案（如下图2-9），大体上划分信息娱乐、自动驾驶、整车控制、车身控制四个领域，骨干网采用以太网与CAN混图2-9国内造车新势力EEA架构示意图集中控制主要适用动力底盘控制系统、智能驾驶系统及部分智主要适用车身控制、舒适控制、车联网等系统。在主流现行电子电主干网采用CAN或Flexray通信技术。在智能驾驶域、车联网系统、诊断系统引入了车载以总体而言，国内整车企业电子电气架构整体方案功能域控或功能域控到域融合的过渡阶段。不过，国内方案相对比1.功能软件设计模型方面，国内整车企业自主设计车载核心功能较少，缺少开发和验2.架构设计的模型库方面，尤其是在智能驾驶功能方面，国外主流整车企业在开发智3.控制器底层软件方面，市场底层软件多为国外产品，我国产品的应用范围少、用量4.主流车载总线技术方面，技术被国外垄断，难以满足国内智能网联汽车在通信方面6.网络架构设计方面，智能网联汽车的通信网络需要满足大带宽、高实时性的要求，7.冗余技术方面，冗余技术在保证未来智能汽车安全性和可靠性方面具有十分重要的电气架构的开发过程中。国内目前更多将冗余技术应用于高级2.2产业链概况智能网联汽车的发展对原有汽车产业链已经产生等得以快速发展，并且随国内外智能驾驶功能装配比例增加，并形成了一定的竞争力。新造车势力对新技术的拥抱，对发周期迅速缩短，形成从对标逆向开发到以产品功能需求多样化经营。如可以和出行公司合作TOB（对企业）、TOM（对亲自下场组建出行公司，同时可采用软件运营的方式增加用软件、车用OS、控制器及芯片、关键基础部件、信息安全和数据安全、网络通信、工具链图2-10汽车电子电气架构产业链概况汽车智能化的趋势下，“软件定义汽车”成为产业共识。软件定义汽车（SoftwareDefi不断改变和优化各个过程，实现体验持续优化、过程持续优化、以及价值的持传统汽车软件产业中，产业链较短，产业结构较为简单（如图2-11）。软件产品主要为供应商，中游为零部件集成商，下游为整车集成商。部分主流Tier1厂商同时涉及上游和中2《中国智能汽车软件产业发展趋势洞见》，东软集团和赛迪顾问，2021件间关联较小，车型间设计经验无法积累，车型不具备持续升级能力图2-11：传统汽车软件产业链在智能化、网联化变革趋势下，车载软件以软件架构视角做统一维，软件系统和硬件系统将在零部件层面全面解耦，软件以服务组品。伴随汽车软件越来越复杂，代码量指数级增长，软件质量提升应链方式已不合时宜。汽车软件产业链正在重塑过程中，具有软件研发优势的互联网和ICT下游向应用服务延伸，互联网类企业凭借与消费者的深度关联深挖图2-12：新一代汽车软件产业链Linux基金会。微内核代表企业有美国WindRiver（风河，TPGCapital旗下）和加拿大的BlackBerry（黑莓），国内自主企业华为、中兴、斑马等也开发出了相应产品，有望摆脱国多年，形成了复杂的技术体系和广泛的开发生态，已成为车控操作系统的主流。全球应用和SOA平台应用于大众MEB平台ID系列纯电动车型上。功能软件是智能汽车软件操作系统核心共性功能模块控、华为等企业已发布自主研发的功能软件层。功能软件还需要在技理解和产品定义等方面实现统一认识，便于快速建立功能域与空间域是当前域控制器发展的两条路径。域空间域划分的集中化程度更高，对整车企业厂基于空间划分的域控制器是以车辆特定物理区域为边界来进行粹以功能为导向的域控制器，其集中化程度更高。特斯拉则是其中的典型代表，2012年FBCM（前车身控制模块）/智能配电模块、LBCM（左车身控制模块）、RBCM（右车身控全球范围内，全球Tier1基本都已布局自动驾驶域控制器产品，典型产品如伟世通智能座舱域控制器提供座舱的软硬件支持。座舱制器的硬件普及和算力支撑。智能座舱域控制器最初的作用为管理车其信息排布展示，从车机触控屏，到液晶仪表和触控屏，再到如今高的显示屏。未来则不再局限于实现多屏互联，将逐步整合空调控制、HUD（抬头显示器）、），），全球范围内，伟世通、大陆、博世、安波福、佛吉亚歌乐、哈诺博科技的座舱域控制器也投入量产。诺博基于高通8155芯片和BlackBerry实时操多操作系统，可集成多个电子部件模块如仪表、中控娱乐、副驾屏、华阳集团已定点多个座舱域控制器项目。华阳集团在21年上海车展推出“一芯多屏”座舱域控制器，通过虚拟化技术将不同操作系统和安全级别的功能融合芯片的智能座舱域控制器方案。2019年东软睿驰基于英特尔车载计算方案以及Hypervisor中科创达推出座舱域方案可兼容多个芯片供应商。2021年公司推出E-Cockpit流芯片平台，支持一芯多屏（仪表、中控、副屏、空调座椅屏）多系统（Android、Linu舱、ADAS和音频产品在内的整体智均胜电子绑定华为生态。公司旗下均联智行与华为在智能座座舱芯片核心模组、鸿蒙操作系统以及应用生态，均胜智行主硬件方面，相比MCU（微控制单元）芯片，SoC（SystemonChip，系统级芯片，也称性能硬件，通过算法软件实现功能更新，需要DCU主控芯片有更强的多核、更大的计算能深度学习加速单元（NPU）等多个模块。相比MCU芯片，SoC芯片算力和集成度更高，算优势明显，且在消费电子领域多年应用，通用性强，开发难度相对较低，因此在目前片和ASIC芯片。FPGA是半定制型芯片，相比GPU有明显的性能和能耗优势，但量产成本高；ASIC是定制化芯片，需要定制化的研发，设计研发周期较长、资金需求较大，在当ASIC将形成长期补充作用，保持一定且技术路径激进，Xavier芯片、Orin芯片都是同时期市场上算力最高的量产芯片。2供样品，2025年大量装车，高算力助力英伟达在L3及以上等级的自动驾驶具备明显优势。高通在2020年CES大会上发布自动驾驶平台“骁龙Ride”，入局智能汽车领域，骁龙RideSoC搭载第六代高通KryoCPU与第六代AdrenoGPU，算力达700-760TOPS，支持L1/L2级ADAS及L2+功能，如高速公路辅助/自动驾驶，辅助/自动泊车等；L4/L5全自动软件+应用算法的一体式解决方案，多是黑盒子模式，对于刚起步或技术能力不足的整车企业来说可以缩减成本，加速车型成型并实现量产。但软件算法是车企放版EyeQ5芯片，可执行第三方的程序代码，支持车企自行编译程序。同时，英特尔目前智能驾驶操作系统，MDC计算平台全栈布局单车智能所有软硬件，且AI芯片全部自研。华为MDC是业界率先量产的车规级智能驾驶计算平台，算力范围覆盖48~400TOPS，支持地平线征程芯片与多家车企合作。2021年地平线发布面向L3级以上自动驾驶的征程5艺，基于16核Armv8CPU构建异构多核架构，支持20路高清摄像头输入，且功耗只有后座娱乐屏等设备，可减少ECU数量，避免多个芯片间的通信传输问题，同时降低成本。加速技术迭代，如高通8155/8195芯片最多支持8个传感器输入和5路显示屏；2021年芯市场能实现大规模量产的主要包括高通、英伟达，国内华为、地平高通率先采用5nm汽车芯片，是座舱域芯片领导者。高通第三代数字座舱平台搭载全球首款7nm工艺的8155芯片，是目前量产车可以选用的性能最强的座舱芯片，因此已有十年实现量产，已与20家主流车企达成合作意向，高通在英伟达借助自动驾驶开发经验异军突起。英伟达之前只是单显示、座舱娱乐、乘客交互和监控领域功能。英伟达一芯多屏产品芯片的车载智能交互解决方案，在统一芯片架构的基础上，能够基于状态融合判断主动介入，如疲劳提醒、高速匝道警示、吸烟模式等，华为主推麒麟芯片和鸿蒙OS。华为座舱方案主要包括三部分鸿蒙OS、鸿蒙车域生态和基于华为麒麟芯片平台的CDC智能硬件平台。现阶段华为座舱业务的重心是推广麒麟芯得益于创新技术的快速推进，前半场国外激光雷达Tier1得以迅猛发展，主要的激光雷定的竞争格局。国内主要的激光雷达公司包括禾赛科技、速腾聚创疆子公司Livox等。国内公司在固态激光雷达领域积极布局，已经研制出较多的产品，部分产品技术性能在全球领先，随着激光雷达往固态化持续发展，国内传感器、控制芯片等产品的性能也在不断提高，逐渐追赶世界先进水平面，国内激光雷达厂商已取得重大突破，多线束高性能车载激光雷达在芯片技术方面，国内毫米波雷达芯片创业公司渐多标与国际主流产品相当，在量产化方面需要进一步得到毫米波雷达在产品化方面，通过近年来的技术探索和经验积累，国内的毫米上已经取得突破，以森思泰克为代表的自主品牌企业在角雷达起跑线。成像雷达涉及大量的数据处理及高级处理算法，在数据在市场应用上，本土厂商在毫米波雷达领域已展现逐渐驱逐国外产业链角度来看，镜头、CMOS芯片、DSP（数字信号处理器）和模组重要的成分，其中CMOS芯片是摄像头的核心部件，价值约占整个摄像头的三分之一。光学镜头方面，产业比较成熟，基本满足预期目标，如国钛科技等，在行业中已占有一席之地。在未来的发展中国本土感光芯片方面，在高分辨率、低功耗、高动态、高低照度等破，但在市场占有率方面仍显不足，国际厂商如索尼、安森美、豪威视觉计算芯片方面，以地平线为代表的本土玩家在国内市场已初视觉感知算法和产品方面，预警类产品已经取得了大规模应用，辆控制类产品渗透率较高，但是为高度自动驾驶实现的全方面识别和在市场应用上，视觉系统在整车上的配备的增长将带来产业整体早期汽车采用点对点的单一通信方式，相互之间少有联系至三十几个，形成庞大的布线系统。这引发了车辆空间占用、车重、不稳定性等一系列问题。以CAN为代表的现代总线出现以后，硬线连接大大减少，有效降低了系统、零部件设计的复杂度和开发成本，驱使整车企业与零部件协议。总线作为一种车辆网络拓扑结构，是车上所有电子和电气部件直接影响到控制器功能的分配、数据网络的规“智能驾驶、智能座舱、智能网联”的趋势下，车载通信网络向着“高速、低延时、安全、互联”的方向演进。车载以太网依托单线对非屏蔽双绞线的传输介质，使用更小巧紧凑的连接器，其可减少高达80%的车内通信连接成本和高达30%的车内布线重量。为此，得到汽车与通信行业技术人员、汽车制造商与半导体公司的广泛关注，成立了OPEN、AVnu、IEEE、境及应用的以太网标准，支持车载以太网技术应用与际的。对于典型的控制任务，基于信号的方法经历了近三十年低压信号，实现主机系统和车身网络、传感器网络等信息交互。该类Realtek（瑞昱）等多家公司也已布局，以更优的性价比占据Marvell与Micrel（麦瑞半导体）在2012年就发布了多G车载PHY芯片。而10Gbps车载PH时间敏感网络）的首次实际应用。NXP的LS1028A工业应用处理器内置了TSN转换器和TSN终端模块。TI的Sitara处理器、RenesasElectronics（瑞萨）的RZ/N1D处理器支持其中东土科技刚刚发布的中国首颗自主设计的TSN芯片—KD6530，成为首款进入该名录的TSN芯片。东土科技车规级时间敏感网络交换芯片可在车载以太网网关或车载多媒体网关等车内通信网络中使用。这标志着国产芯片正式进入TSN商用领域，打破该领域长期被欧美企TSN以太网交换机是车载网络解决方案的关键组成部分。Elektrobit（EB）于2021年11月宣布推出业界首款能够实现安全、高性能车载网络通信的车载以太网交换机固件。据Elektrobit（EB）介绍，EBzon量产电动汽车中得以应用。EBzoneoSwitchCore增加了智能模块的固件，能够满足增强车辆IOS软件的路由（第3层）功能，使用思科弹性以太网协议（REP）提供高度安全的访问并且支持工业协议，具有更高的整体性能、更大的带宽、更全面的功能Belden（百通）2017年发布的模块化管理的赫斯曼（Hirschmann）交换机类型精确时间协议（PTP），并具有FPGA模块，可以实现基于硬件的选择性冗余机制，如高可TTTech推出的PCIE-0400-TSN网卡是基于FPGA的超薄型千兆以太网接口卡，支持应用。2017年起，包括华为、东土科技、研华、新华三在内的多家通信设备厂商已经研发出性测试、互操作性测试，面向典型应用场景的网络配置和性能测试。设备厂商、应用厂商和测试厂商。TSN产品主要包括芯片、交换机等终端设备以及测试床。2.3政策和标准智能网联汽车作为前沿科技集聚的代表载体，已界各国争先围绕战略规划、法律法规、标准规范、研发创新等方面总体上，国内外主要围绕智能网联汽车研发设计废回收等全生命周期环节，聚焦战略规划、研发创新、法律法规、标业政策制定完善，加快构建支持智能网联汽车高质量美国自动驾驶先发先至，初步建立领先全球的战略规划-创新支持-法律法规-标准规范-推广应用完备综合性产业政策体系，在平衡创新与安全的基础上，以及综合计划，细化自动驾驶研发应用、法规标准等准则要求。创面向自动驾驶商业的全方位布局，欧洲率先开展自动驾驶保全自动驾驶。创新法规方面，强调安全保障，英国《自动与电动汽责任分担；德国《自动化和互联互驾驶道德准则》是全球首个自动标准规范方面，着力推动跨国协同，出台《自动驾驶指导文件》。驾驶技术、商业模式、保险等研究探索，英国建立了2亿英镑的专项基金，法国开展1亿欧创新法规方面，针对合法上路、合理执法面临的瓶颈障碍，持《道路运输车辆法》等法规修订，增加自动运行装置管理等新的安全下的交通事故纳入传统汽车强制保险适用范围。创新机制方面，制定国家级创新项目《SIP形成产学官一体的自动驾驶研发机制。标准规范方面，注重智能网联施标准的协同推进，发布《自动驾驶汽车安全技术指南》，明确运从部委行动上升为国家战略，我国着力完善智能网联汽2020年发布的11部委《智能汽车创新发展战略》到国务院《新能源汽车产业发展规划运营、商业运营的发展路线基本明确。标准建设方面，奉行成体系布局、专联网通信安全技术要求》、《汽车驾驶自动化分级进一步明确了构建中国方案智能网联汽车技术体系和新型产业生态，强意见》，要求加强汽车数据安全、网络安全、软件升级、功能安全2021年11月工业和信息化部印发了《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》，指2021年12月，中国智能网联汽车产业创新联盟牵头编制的《智能网联汽车团体标准体系建设指南》（2021版）指出，以“3+N”智能网联汽车相关标准研究框架、智能网联汽车技术路线“三横两纵”技术体系为基础，构建中国方案智这一系列举措为智能网联汽车发展指明了方向，同时也要求构建智能网汽车从上路、使用、监管、商贸到生态的完整产业发展支率先推动智能网联汽车有条件的运营落地，是当前各国力面向成熟产品的商业应用法规需要一定周期的探索和验证，现有法规，从豁免及有条件商用部署的角度平衡创新发展与安全保障，为近理运营造血提供支持。例如，美国政府计划进一步简化新技术车辆豁免申请道路运输条例中有关车辆操作、维修等内容，支持符合条件的智能网联汽车工信部发布的《智能网联汽车道路测试与示范应用管理规范（试行）》支持索推动高速公路测试工作；地方也有开启智能网联汽车政策先行区高速公路制造向高精度传感器、智能算法软件、车联网等新技术拓展，叠加领的交通服务与管理重构，新技术与新理论突破作为迎接未来交通技术突破方面，欧盟推出《Horizon2020》、《GEAR2030》开展复杂系统体系架构、复杂环境感知、车路交互等关键基础技智能网联汽车实时动态联网是其核心功能体系，五个通信场景，加上公众出行偏好等行为数据将是交通服务潜在盈安全漏洞、信息数据泄露、网络攻击等是各国以强化监管促进产业如，美国在其系列自动驾驶政策3.0~4.0均将网络安全及隐私保护作为基本原则，并推进自动驾驶数据开放平台建设，向公众展示自动驾驶运行区域、部署规联汽车生产企业及产品准入管理指南（试行）》和《关于加强智能准入管理的意见》，要求加强汽车数据安全、网络安全、软件升级毋庸置疑，当前处于智能网联汽车商业运营前夜，面向成熟商品发展阶段的自由商品流通，各国争先前瞻性布局国际化标准产业价值分配制高点。例如，欧盟推出《合作式智能交通系统战略》统一的车路协同标准体系，破除贸易壁垒，为未来商品流通做好储备能网联汽车组织及国际标准制定，推动七国集团自动化和联网驾驶专外市场转入环境。另外，智能网联汽车技术仍处于探索发展阶段，技在影响有待进一步打磨及迭代，各国高度关注政府与行业企业、研究发力的生态圈共建机制建设，政府引导、支持并监管新技术发展，行产业生态等方面，构建智能网联汽车综合性产业政策体系，实现政驱、行业协同共建的完整覆盖，推动形成全生命周期各环节齐立足技术发展阶段性特征、已有基础及自身潜能研判，理念上空间分布及区域互补策略等部署计划。推进上下协同，鼓励有条件面向智能网联汽车合法上路、合规商用、合理执法等近期迫是推动既有相关法规适应性修订或编制智能网联汽车专用法规，建议率豁免上路机制，支持标准尚未完善但技术稳定成熟的细分场景开展运营面向全面商用的认证、准入、责任认定等法规。二是建立滚动更新型支索阶段，鼓励并资助在有条件的区域开展试运营，未来随着规模扩大及技术尚未完全成熟、新技术对既有交通体系影响的不确定性底层瓶颈，建议提升关键核心技术研发支持力度，通过重点研发计划车的协同共进作用。一是研究制定智慧道路建设规划及保障政策，明分、部署计划、建设运营职责及资金资助政策等。二是推进面向全量建设，由当前的场景测试及评估，向基于实际运行情况的多功能一体评估、按需响应服务模式等全量测试服务转变，提推进激光雷达等关键零部件、整车制造、决策控制整体解决方案、商等产业链上下游企业强强联合，形成产业链各环节产销高效对接持团体标准突破，鼓励企业、科研机构、高校组建具有国际体标准制定，并支持向行标、国标乃至国际标准迭代，以点带面加电子、半导体和软件系统公司联合建立，致力于建立一个标准化平台，软件架构制定各种车辆应用接口规范和集成标准，为应用开发提供方法少汽车软件设计的复杂度，提高汽车软件开发的灵活性和效率，以及在统的技术规范。AUTOSAR组织为应对自动驾驶技术的发展推出了AdaptiveAUTOSAR平台，其主要特点是采用面向服务的架构（SOA），算力需求，更安全，兼容性好，可进行敏捷开发。AdaptiveAUTOSAR平台是适应新一代电子电气架构下的集中式计算需求而产生的，但只是整车功能中的一小部台设计规范》；全国汽车标准化技术委员会研究并发布研究报告《车），委员会从2020年开始研究并于2022年9月发布了最新版《中国汽车基础软件发展白皮书接口标准化主要涉及原子服务接口与硬件抽象接口。其中原子服进行抽象，通过API（应用程序编程接口）向上提供单一功能的服务接口，一次开发多次重用，最大化提升开发效率。硬件抽象接口需要为上层提供完备的设备访件实现的细节，从而实现硬件逻辑和应用程序逻辑的分离。上层服务通需的硬件服务，无需了解底层实现，无需关心硬件的初始化、反初始化热管理、动力域、底盘域。中国汽车工程学会在研团体标准包括构及接口要求》、《智能网联汽车设备抽象据链路层没什么不同，但是在物理层有些区别。ISO11898标准用于高速据链路层和物理层都在标准ISO11898中规定，后来被拆分为ISO11898了CAN的标准化。同时一些私立研究机构和公司也进行了CAN的标准化，比如博inAutomation协作开发和支持各类CAN高层协议。CAN接口已经被公认为微控制器MOST是一种专门针对车内使用而开发的、服务于多媒体应在车载以太网的标准化方面，以下四个标准化组织或联盟起到了IEEE即电气和电子工程师协会，对车载以太网的物理层和上层通信协议进行标准化。其中IEEE802.3主要负责定义传输物理层的标准，车载以太网技术是在IEEE802.3基础上开发义数据链路层中的标准。为了满足车内的要求，涉及到IEEE802.3和802.1两个工作组内的马（BMW）等发起成立的开放产业联盟，通过标准化的车用软件架构。AUTOSAR的规范包括车用TCP/UDP/IP协议栈。AUTOSAR联盟AVnu联盟是由博通联合思科、哈曼和英特尔等成立，关注车载以太网上层协议，致力于推广IEEE802.1的AVB标准和时间同步网络（TSN）标准，创建了一个可互操作的生态系统的社区，建立认证体系，并解决诸如精确定时、实时同步、新一代网络技术时间敏感网络（TSN）是一项从音视频领域延伸至工业、汽车、移动通图2-13TSN标准发展概况TSN为以太网协议的MAC（MediaAc图2-14TSN标准主要内容域网桥接和桥接网络》（计划号：20190835-T-469），该标准修改采用ISO/IEC/IEEE接局域网用时间敏感应用的定时和同步》（计划号：20194195-T-469），该标准修改采用ISO/IEC/IEEE8802-1AS:2014国际标准领域应用。正在制定《基于时间敏感技术的宽带工业总线规范AUTBUS》（计划号：（计划号：2019-1250T-YD）、《路由域通用YANG数据模型技术要求》（计划号：在成本控制、汽车轻量化以及灵活部署等方面的诉求驱动下部分术SparkLink的创新和产业生态，承载智能汽车、智能家居、智能终端和智能制造等快速发展的新场景应用，满足极致性能需求。为了满足产业发展需求，星星闪接入层规范、基础服务层规范、基础应用层规范及其为了完全满足自动驾驶车辆的安全保障需求，全球汽车能安全工作组（ISO/TC22/SC32/WG8）于2定工作。经WG8功能安全工作组组内起草、协商一致，于2019年1月，以PAS（可公开提供规范）形式发布了ISO/PAS214为加快推动功能安全和预期功能安全（SOTIF）技术和标准在国内应用和实施，全国汽功能安全标准研究制定工作组，制定了“中国功能安全（FunctionalSafety）和预期功能安全和预期功能安全（SOTIF）技术及标准体系”；道路车辆功能安全标准研究制定工作组ISO/TC22/SC32/WG8中国专家组发布了《预期功能安全国际标准ISO21448及中国实践-白生产、经营、维护和停用阶段的网络安全风险管理要求。SAE概述；第三部分侧重于使用测试工具的概述。SAEJ306联合国经济及社会理事会欧洲经济委员会中内陆运输委员会结构工作组（WP.29）起草了车辆网络安全和远程软件升级法规。针对信息安全的要求主要分为两大方面，即信息安全管理体系认证（CyberSecurityManagementSystem，以下简称“CSMS认证”）和车辆型式审批。CSMS认证主要审查整车企业制定了信息安全相关的流程，以确保汽车全生命周期中都有对应的流程措施。各流程实施于开发、生产、量产运维各个阶段，保证信息安全设计、实施及响应均有流程体系指导；车辆信息安全防护技术在进行审查认证时足够完备。美国在AV1.0~4.0基础上发布《自动驾驶综合计划》，明确智推动道路测试、示范应用及商业化探索。欧盟通过法律法规修订、化数据安全管理与数据应用，欧洲各国加速完善法律法规环境，支撑L3、L4级智能网联汽（CSM）、加密抽象层（CAL）和车载安全通信（SecOC）。AdaptiveAUTOSAR提供了多种加密操作的唯一标准接口，并将加密服务程序进行分组，每组实现加密服务程序包括：加密服务程序、密钥存储程序、X.息安全国家标准，GB/T40861-2021《汽车信息安全通用技术要求》、GB/T40856-2021《车验方法》规定了汽车及远程服务与管理、信息交互系统、网关产品等与设施网络安全、网联通信安全、数据安全、应用服务安全、2.4产业技术发展趋势其中的两个重要标志性节点依然值得强调，即DCU（域控制器）或HPC（高性能计算机）应的控制功能集合。域与域之间可以做到安全隔离，也可以根据需各域控制器完成各自的的数据处理，并在域本地完成决案应运而生，即将两个或者多个集成型域控制器合并为一个域的合并、车身域与智能座舱域的合并，座舱域和自动驾驶域再图2-15域集中式电子电气架构形式将向基于中央计算平台的整车集中式电子电气架构演进：各采通过网关传输到中央控制器处理，所有数据的处理与决策制定都在驾驶相关的传感数据也将由中央控制器处理后进行决策图2-16整车中央集中式电子电气架构可实现车辆行驶和交通运行安全、效率等性能综合提特征是：第一，DCU的出现使ECU标准化且数量大幅减少，并直接带来“降本”和“增效”。离并集中到DCU里，同时传感器本身也需具备基础算力，以便与DCU沟通。第三而整车中央集中化阶段和跨域融合阶段的本质不同是：一，ECU/DCU共享同一套基础软件平台。二，相互独立的功能应用搭载在一套高算力的车载计算机（HPC）上，且它的算力远超阶段二的DCU。三，基础软件平台+功能独立+HPC将带来规模化，即一套架构可以承载任何形式、数量对这套路线的基本共识，车企与全球领先供应商根据自身技术规划、制定适合自己的方案，以至于目前几乎没有两家车企在架构上完全相处于域融合阶段向整车中央集中化阶段过渡，而传统车企大多仍处于内没有统一的架构设置标准，却有相似的划分原则。由于采用渐进式（尤其是豪华品牌）短期内会定义出3-5个域，包括整车控制（底盘与动力总成）、ADAS与IVI会通过以太网与中央网关相连接，以保证数据传输的低延迟与大流量。不管是特斯拉还是传统车企，领先者都不会局限于跨域融合阶段的DCU架构，因为它只能带来短期的降本与功能创新，若要实现长期效益，就必须实现新架构平台的用率更高，汽车在实际运行过程中，大部分时间仅部分芯片执行计算工作，而且未满负荷，导致分散的各个独立功能的ECU运算处理能力处于闲置中，采用计算集中域控制器架构方式，可以在综合情况下，最大化利用处理器算力，不造成浪费。第二并大幅度降低汽车开发和升级改款成本。第三、缩短整车线束长度和构实现执行器、传感器等部件区域接入，缩短线束长正是因为这些功能交集的存在，整车计算平图2-17整车计算平台功能交集（博世）图2-18整车计算平台三种模式(≤SAELevel2+）PatternA:三个集成平台之间相对PatternB1方案，目前以及下一代的座舱芯片已有足够的算力去直接集成驾驶辅助的功能，无需单独的硬件芯片，一些整车企业已经把集成泊车功能作为第一步，进一糅合在一起，复杂程度会很大，并且在成本效率上也没有明显优势。因此PatternB1方案会多的传感器，可以实现更多的功能场景；针对L2+的应用，PatternB1会优于Patte图2-19整车计算平台三种模式(≥SAELevel3）针对≥L3应用，自动驾驶的冗余是必要的：务）通过定义良好的标准接口和服务契约联系起来。SOA架构需从传统电子电气架构的“面向信号”转变为“面向服务”，将功能独立出来。其核心内涵即从本质上通过复用、松耦合、互操作等机制来面对车载软件庞大且仍在增加的软件代码量，汽车行业开始借鉴ICT（信息通信技术）行业的“软件工厂”理念。比如戴姆勒旗下的全资软件开发公司MBition正在打造软件工厂，根据开发项目需求，通过对软件组件的标准化、结构化运用，实现快软件工厂需为开发者提供可行的软件框架、配套的开发的代码以及伴随开发进程可以连续测试的环境。在此基础上，时，开发者能够根据工厂现有能力拆解需求模块，并将其再根据新需求识别可以复用和需要新开发的部分，判断开发工3罗兰贝格.报告解读|汽车电子革命系列白品质和开发效率，提前识别开发工作量，前置风险，使整个开发汽车电子电气架构的变革使得汽车硬件体系趋于集中化，软件值差异化的关键。科技公司进入汽车行业推动了供应链生态体系的变化整车企业、一级、二级供应商的线性关系演变为更加复杂的整车企业、参与的汽车新生态体系，以及整个产业覆盖汽车全生命周期的网状关系售汽车硬件发展为出售硬件与后续服务的转变。研发流程也从软硬件集解耦的独立开发。新的整车电子电气架构构成了未来智能网联汽车的核汽车软件架构走向分层化、模块化，使得应用层功能够在不同统上复用，并且可以通过标准化接口对应用功能进行快速迭代升级的应用场景越来越丰富和逐渐固化，在面向服务设计思想下，在容下，汽车硬件设备趋向于具备通用性、算例化和标准化特性。系统行业技术研发和应用的重点。整车企业将更多聚焦在产品定义、应在软件定义汽车时代，整车企业为了掌握主导权并降低高昂的研厂商。未来，软件供应商的盈利模式有望发生转变，基础平台开发以能模块以版权费的形式收费及定制化的二次开发费用等。“硬件预埋，软件升级”成为当下车等形成开发者生态圈，汽车行业上下游参与者各自的角冗余、高可靠等方向发展，同时打破核心技术垄断，提升图2-20车载网络技术趋势要求。因此，集带宽更宽、低延时等诸多优点的以太网有望成为未来车载网络骨干。2015年器成本，减少30%以上的重量，并且能够有效的满足车内EMC（电磁兼容性）电磁干扰的要降低技术升级带来的安全风险，各域内依然保持CAN/全策略级别以应对复杂多变的外部环境。汽车架构的初期设计中需充在整个产品使用生命周期内确保安全性。根据新一代电子电气架构的户思维、软件思维和硬件思维从整车、系统和部件的角度开展从上到体系融入其中，并在汽车的整个生命周期内对安全保障进行维护。汽法规将《机器人安全总则》三法则延伸到汽车产业上。所以最近这十数据和服务，而且功能要始终保持更新，因此必须从一开始就由于自动驾驶算法仍具有高度不确定性，芯片方案需兼顾目前AI算法的算力要求和灵水平的能耗下，提升车载信息的数据处理速度，虽然研发和首次“开模”成本高，但量产成本低，是算法成熟后理想的规模化解决方案。然而，鱼和熊掌不可兼得多核SoC将成为未来智能座舱主控芯片的主流。丰富生态的中系统、AR-HUD等多屏场景需求需要多核SoC进呈现多样化，如车机主控芯片+MCU兼顾安全的方案以及远期来看，负责不同域的芯片架构将呈现兼容与融合趋势。如驶高性能芯片和座舱主控芯片分别演进。究其原因，座舱应用场景和晰，并且消费电子级芯片可满足座舱现有场景需求，消费电子芯片可高于目前消费电子芯片的能力，因而在自身技术路线选择下进行高成本、小规模开发应用。规模化生产阶段，其与座舱主控芯片进一步向中央计算芯片融合，从运算效率并降低成本，但由于自动驾驶和座舱安全要求不同，满足安对于车载基础软件来说，如何满足整车电子电气架构变化的需求键问题。一方面，基础软件平台需要统一标准并兼容不同整车企业的无论是域集中式架构还是基于中央计算平台的架构，整车高性能计算单元。高性能计算单元的引入增加了基础软件平台的复把握和驾驭这种复杂度成为首要问题。同时，基于SOA的整车设计和功能服务化理念也对基础软件平台产生了重要影响，如何满足新的设计和功能，实现未车的行业共识，降低整车企业、零部件供应商等之间的沟通成本，实开发效率。不过国内汽车基础软件平台产业及标准化及产业发展刚起切入方式和领域不同，有待形成进一步的共识。于此同时，基础软件接口标准化主要是为智能驾驶、智能交互等应用提供标准化的运执行器为例，执行器的物理接口受限于供应商及整车企业的布置以化。执行器的电气接口当前多数为硬线驱动，由于执行器的驱动方气接口也不尽相同；但这些年已慢慢向CAN或LIN接口的智能执行器方向发展，节省大量的硬线线束与ECU硬线接口，省去了接口电路的匹配工作，诊断与刷写程序更加便捷，状行器的通信接口标准化目前还局限于单个供应商内部或是单个整车此外，在远程服务和车云通信方面，除了GB/T32960《电动汽车远程服务与管理系统数据单元格式与定义，其他智能驾驶车辆功能的车云交互数据种类智能网联和智能驾驶技术正在日新月异的进化中的技术路线各异，架构服务化程度各异，设备抽象和原子服义汽车有着显著价值，同时接口标准化工作层面利用虚拟化技术在一个处理器上集成多个操作系统与应用系统多个操作系统内核和应用系统同时运行的基础模块，其安全性、隔关键要素。操作系统内核和虚拟化软件是底层操作系统最为核心的系统安全的核心组件。智能网联汽车的特殊属性，要求操作系统内高实时、高安全、高性能和高可靠性。在功能安全和信息安全方面针对汽车电子电气系统复杂的开发过程，比如急剧增加的车型技术职能部门相关人员参与与设计交互、不同车型的特性配置管系统设计工具需提供给用户一个完整的协同开发平台，支持从电（IDE）、编译器、调试与烧录工具、开发评估套件、底层驱动库、USB协议栈、TK产品应用开发包、无线产品应用开发包，以及和实时操作系统供应商合通信协议栈是汽车电子电气架构的重要组成部分，基于CAN总线的信号传输已经无法满足全部需求，而新型总线的各类传输协议标准（如：TSN）还在不断完善，上层应用协议阶段。TSN国际、国内标准中与车载相关的技术标准尚不全面，并且支持TSN技术的芯片需要整车与芯片供应商和硬件平台供应商进行同步验证开发能力要求也很高，需协同基础软件、应用软件、软件集第3章关键技术体系本章围绕新型电子电气架构概述并重点介绍软件架构、硬件3.1软件架构关键技术表3-1软件架构关键技术导读3.1软件架构关键3.1.1整体软件SOA设计思想，架构组成：系统软件、功能软件、应3.1.4软件远程分布式部署，可靠性设计，差分汽车电子电气架构正在由传统的分布式架构向域集中式和中央分为系统软件层、功能软件层、应用软件层，以及云平台。其中，系），般要配合专业的硬件平台来运行，硬件平台为基于高性能芯片搭建的5《智能网联汽车技术路线图2.0》，中国汽车工程学会，2020年），《车载操作系统总体技术要求》，全国汽车标准化技术委员会，《车载操作系统架构研究》，全国汽车标准化技术委员会，图3-1智能网联汽车软件架构系统软件是针对汽车场景定制的复杂大规模嵌入式功能的实现提供了高效、稳定环境的支持，也是各类应用调度底为异构分布系统的多内核设计及优化、虚拟化管理（如Hypervisor）、POSIX（可移植操作功能软件是根据面向服务的架构设计理念，通过提取各共性服务功能模块，高效实现智能网联功能开发的软件模块。应用软件运行在操作系统之上，具体负责功能实现。即为实现具体自动驾驶功能、HMI（人机界面）交互等算法软件，基于下层基础服务实现对整车服务和组合增强，构建差异化竞争力的应用。应用算法差异化涵盖了智驶等级）等领域。同时伴随着云端软件复杂性的提高，车载网络信云平台是独立与车端之外，可以在云端部署，并络在以前独立的电子领域（例如信息娱乐、ADAS和动力总成）之间建立连接。云安全体系自底向上贯穿硬件、系统软件、功能软件和应用软件等各要求有功能安全、信息安全、预期功能安全，防护的层次主要有三全防控、整车级安全防控、零部件级安全防控。软件的配套工具链实际需求、时延和可靠性要求以及其他非技术原因，暂时还未实现SOA化。但未来，随着耦开发目标。从底层的内核与基础中间件，到框架支撑层的功能通常和经典AUTOSAR平台绑定在一起。在智能座舱领域，以车端Android操作系统为主，），图3-2智驾域控制器软件架构示意图满足一定的代码规范性和功能安全的目标，同时也是借助于AdaptivAUTOSAR产品的完善。总体而言，AdaptiveAUTOSAR平的处理逻辑更加复杂多样，功能范围更加宽也不能完全满足应用软件的需要，需要在此基础上做进一步的扩展和完善。在国内，能网联汽车产业创新联盟基础软件工作组和中国汽车基础软件生态委员会（AU图3-3AdaptiveAUTOSARR21-11规范框架备和软件平台之间的解耦。在此基础上进一步定义组合服务、应用服务的完全共享和重用。当前，中国汽车工程学会、汽车工业协会备、执行机构、车身传感器及执行器、热管理系统的设备抽此外，软件SOA架构中各服务和应用模块之间的通讯，当前应用层协议主要还是经支持了SOME/IP协议栈，同时在AdaptiveAUTOSAR平台中还提供了S2S服务，实现服务和信号的相互转换，支持面向服务功能模块和面向信号模块之间的标准下基于发布/订阅范式的消息协议）、RESTful还没有正式高实时性和高确定性要求，系统设计与工作模式的转变，面向服务通讯组件的整合与集成，多功能域异构软件环境是其显著特点。未来随着汽车电子电气架构向共享程度更高，软件开发更加灵活便捷。伴随着车云一体化发展，汽系统软件层面，主要包括BSP（板级支持包）、Hypervisor（虚拟化管理）、操作系统Hypervisor是运行在基础物理服务器和操作系统之间的中间软件层，可允许多个操作系6《车载操作系统（七）：虚拟化（Hypervisor）》，欧珊瑚，微信号：数字技术观察，2021年统和应用共享硬件，也可称为VMM（VirtualMachineM），系统的灵活性，同时实现了良好的高可靠性和故障控制机制，以保证程序和一般用途、不受信任的应用程序之间的安全隔离，实现了车载在域集中式电子电气架构下，各种功能模块都集中到少数几个计图3-4虚拟化技术示意Host系统之上，利用Host系统对硬件资源进行访问。大家在图3-5Hypervisor类型全虚拟化时，Hypervisor完整模拟了所有硬件资源，GuestOS的指令集架构与物理设备的相同（例如都是ARM64），理设备上运行。在某些场景下，要完全模拟一个真实的物理设备是非常慢的，因为当中进行模拟，这样会带来很多额外的性能开销。为了解决这个问题，部分外围设图3-6全虚拟化与半虚拟化每个提供商都将为该特定处理器提供操作系统和应用程序,随着系统复杂程度的提高，所不受影响。软件虚拟化是分隔不同软件系统并降唯一被认可功能安全等级达到ASILD级Hypervisor介乎于底层DCU硬件和上层操作系统软件之间，与标准化服务器（x86）+标准化操作系统（Windows和Linux）的云虚拟化应用场景不同，汽车嵌入式环境中的虚拟化技术面临的挑战是Hypervisor往往需要定制适配底层DCU硬件和上层操作系统软件，这同样地，BSP（板级支持包）是介于主板硬件和操作系统之间的中间软件层。BSP用于为操作系统提供虚拟硬件平台，使其具有硬件无关性，可以在多平台上移植。BSP包括程序、配置文件等。不同的操作系统对应于不同定义形式的BS所以写BSP一定要按照该系统BSP的定义形式来写，这样才能与上层操作系统保持正确的对于一般的嵌入式系统，硬件部分需要嵌入式硬件工程师设计硬板，需要BSP来保证其能稳定工作，在此基础备驱动程序、文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性，是系统为操作系统内核（OS内核）/底层操作系统。根据域集中架构下汽车操作系统的发展可将对应的内核粗略分为三大类：智能座舱操作系统内核、智能驾驶智能座舱操作系统主要为车载信息娱乐服务以及性的要求处于中等水平。随着车辆由单纯交通工具向智能移动智能驾驶操作系统主要面向智能驾驶领域，运行需的高性能计算、高带宽通信的高算力异构芯片，对安全性和可安全车控操作系统用于传统的车辆控制，适用于动持MCU等控制芯片。车辆底盘控制与动力系统对操作系统最基本的要求是高实时性，系统需要在规定时间内完成资源分配、任务同步等指定动作，而嵌入式实时操作系统具有性、及时性、交互性以及多路性等优势，系统响应度极高，通常在毫秒或者微秒级别了高实时性的要求。目前主流的安全车控操作系统都兼容OSEK/VDX和ClassicAUTOS内核）来支撑。因打造全新操作系统需要花费太大的人力、物力企的“自研操作系统”，其实都是在上述现成OS内核的基组成：操作系统规范、通信规范、网络管理规范和OSEK实现语言。OSEK/VDXOS一般用作安全车控操作系统，主要用于ECU/TCU（远程信息控制单元）等底层控制单元。这些单元通常使用处理能力简单且资源受限的MCU执行传统的车辆控制任务，对实时性、安全性了符合OSEK/VDX规范的产品，比较典型的有Vector公司的osCAN及MICROSAROS、美国密西根大学的EMERALDS-OS随着自动驾驶技术的发展，车辆环境融合感知与智能决策需求带来了更为复杂的算法，入式实时操作系统已经不能满足未来自动驾驶的需求，这些需求对原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，所以微内核更适合汽车软件中对功能安全要要求，适用于自动驾驶所需要的高性能计算和高带宽通信，支撑自动可以通过Hypervisor虚拟化平台运行在实时核上，用作安全性、安全性要求高的功能需求。目前应用在汽车领域的微内核RTOS主要包括BlackBerry可以充分发挥硬件的性能。它与QNX等微内核解决方案相比最大优势在于开源以及丰富的生态应用，具有很强的定制开发灵活度。通常基于Linux开发新的操作系统是指基于LinuxLinux基金会启动了ELISA开源项目，致力于联合业界厂家研发以功能安全级别ASIL-B为目标的SafetyLinux操作系统。Safet诸多卓有成效的鉴定分析，但由于系统过于庞大，后续分析仍然道路领域。由于AndroidAutomotive继承了Android生态圈开放灵活的优点，被广泛应用到了车载信息娱乐系统当中（安全性要求较低，车规要求宽松，个性化需求高的仪表、ADAS/AD相关系统，AndroidAuto有大量成熟信息服务资源的Android也被众多厂商青睐。AndroidAutomot国内各大互联网巨头、造车新势力纷纷基于Android进行定制化改造，推出了自己的汽等，威马等也基于Android开发了自身的车载系统。传统车企，吉利推出的GKUI智能车载总体而言，智能驾驶操作系统与智能座舱操作系继承Linux丰富的开源生态，基于开源、功能强大Linux宏内核，重点增强其安全性和略。SafetyLinux内核提供内存锁定功能，以避免在实时处理中存储页面被换出，同时通过实时调度算法减少任务上下文的切换时间，从而满足任务的时限要求。另外，SafetyLinux任务排他性绑核运行、无中断干扰、智能迁移等特性，增强实时调度能力。在安全性方面，SafetyLinux针对车用场景需求裁剪系统配置，借助ELISA开源项目提供的安全分析方法和认证工具，识别功能安全需求，对安全关键功能采用ISO26262形式化或半形式化方法完成正向设计和验证。另外提供任务运行监控、内核增强管理、紧急控制微内核RTOS仅实现任务调度、时钟、中断、内存管理、IPC等最基础功能，文件系统、网家有不同的实现，芯片及应用生态尚未完备。相比Linux，由于微内核RTOS缺少类似的开高要求的场景使用。未来对于智驾应用引入的AI算法模型框架，微内核RTOS需要向上扩展支持PSE51、PSE52及PSE53、PSE54等POSIX接口标越来越多的智能座舱操作系统采用AndroidAutomotiveOS或其他类Linux系统的原因是或类似的操作系统，直接将功能移植到车辆智能终端上，无疑是智能座舱的使用不仅关乎用户的个人隐私安全与制到车端，而应通过深度定制达到车辆信息安统，必须要求将所有模块的配置信息以统一的格式集中管理起来（1）在所有中间件方案中，AUTOSAR是目前应用范围最广的车载电子软件架构标准规范。AUTOSAR分为Classic标准的操作系统上面的中间件（自身并不包含操作系统），进一步推进了软硬件解耦进程。AdaptiveAUTOSAR基于SOA架构，采用基于服务的SOA动态通信方式（SOME/IP），硬件资源间的连接关系虚拟化，不局限于通信线束的连接关系，ECU可以动态地与其他ECU进行连接，各服务模块独立，具有更高的安全性以及部署灵（2）ROS2为可支持自动驾驶场景的中间件。ROS（RobotOperatingSystem）指的是机器人操作系统，是一套开源的软件框架和工具集，用来帮助开发人员建立机器人应用程序，它提供了硬件抽象、设备驱动、函数库、可视化工具、消息传递和软件包管理等诸多功能。的需求，ROS2即在这样的背景下被设计和开发，产品环境适用度更广。ROS2解决方案是要把底层更换为满足ASIL要求的RTOS和商用工具链（编译器）。ROS2作为机器人开发的应用框架，在应用和操作系统之间提供了通用的中间层框架和常用软件模块），删除了master机制，用自动发现机制代替，这个通信组网机制和汽车网络CAN完全一致。），程序编程接口，实现了“零拷贝”，即一种从发布者到订阅者的端到端的方法个拷贝。Iceoryx还需要更多的验证以及持续的打化处理，为上层的通用模型提供各种不同的数据源进而建立异构硬数据流向下封装不同的智能驾驶系统软件和中间件服务，向通统软件解耦的算法框架，基础服务是功能软件层共用的基本服数据流框架向下封装不同的智能驾驶系统软件和中间件服算法提供与底层系统软件解耦的算法框架。数据流框架的主要基础服务是功能软件层共用的基本服务，其主要服务于通用模通讯。通过网联服务，可使得操作系统具备车路协同的能力，实现协同感知、息、周边车辆行驶信息，也提供可插扩算法的能力，可以新增、和应用。网联服务是车内外信息通信的桥梁，操作系统可以把自围环境中或上传到云平台，同时也可从周围环境或边缘云获得感决策规划建议，甚至运行轨迹信息。网联服务也可提供当前车辆数据服务为车端数据定义了数据类型和安全等级，为车端能定义。根据以上分类和车辆运行场景，定义数据处理规则。数据流环境模型作为智能感知框架，为智能决策和智能控制提供模型环境模型调度各类感知、融合和定位算法，对传感器探测信息，车-路、车-车协同信息，以及高精地图先验信息进行处理加工，提供探测、特性、对象、态势、来一段时间内的行驶轨迹，主要分为行为预测、行为决策和运动规根据感知和地图数据对其他交通参与者未来的行驶轨迹进行预测，为行为决策提供更全面、保证规划结果不仅满足交通法规等硬性要求，同时更加符合人的驾以内的动态驾驶任务，降级工况主要针对发生系统性失效或者超出ODD以外的动态驾驶任以及控制输出均需要适配层去匹配不同的功能算法框架平台及车辆平控制等算法模块需要进行故障诊断、配置及标智能语音交互主要涵盖语音唤醒、语音识别、自然语言理解、语音合自然语言处理（NLP）。智能座舱语音交互应用主要是语音助手，不同于早期的只能拨打电b.智能视觉识别框架在智能座舱领域，计算机视觉使用深度学习等先进技术，配合摄像头和显示器等输入输出设备，结合专业的AI计算芯片，及时有效地存储、传输、处理图像信息，帮助大幅度提（粗细粒度）、Re-ID（行人重识别技术）、视频理解、3D感知及特定任务回用可以进一步扩展为人体部位检测、活体检测、行为分类、人等方向，这些视觉感知结果为座舱的人机交互座舱域控针对智能视觉识别框架封装服务接口，提供手势识别服务支持手势交互。同时也提供人脸图像识别接口，支持DMS（驾驶员监测系统）和OMS（乘客监测系统）等智能交互，对应技术是多模感知的算法融合技术，从被动交多模语音是典型的多模融合技术，该技术深度融合了语音和唇部图像信息，有非常明显模语音方案正成为技术演进的趋势。相较于纯语音算法日益趋缓的发能够带来高噪声场景下指标的显著提升，解决高噪环境语音方案难用座舱域控针对多模智能交互框架封装服务接口，提供手势、语音识别的融合服务。同时也提供人脸图像识别接口，支持DMS（驾驶员疲劳监测系统）和OMS（乘客监测系统）等的HMI展示需要，统一封装一套强大的MV图3-7Kanzi框架示意和边界控制策略的子网或网络。将安全需求相同的接口进行分类，并划分到不同的安全域，能够实现域间策略的统一管理。例如车内网系统对外的安全接口包括了：近场通讯（wifi/bluetooth/rke/pke/）、远端通讯（4g/5g/gps）、对外物理连接节点（bms）、对外物理管理平面是汽车操作系统实现的设计基石。管理平面是复杂含日志、管理、配置、监控等非强实时功能，存在于每个硬件单元提出了自动驾驶操作系统功能软件概念和架构，即功能软件包含自动控模块和网联模块，该架构形成了车载智能计算基础平台的规范》，主要规定了智能驾驶功能软件平台的系统架构、功能模块和知融合、定位、预测和决策规划的功能服务接口，有利于缩短智能驾但是由于处于发展初期，现阶段能单独提供功能软件的企业较少，操作系统与应用软件、硬件平台双解耦的智能驾驶基础平台产品家族操作系统为核心的基础软件平台，涵盖了智能座舱、智能电控和智能构的软件开发提供基础软件、中间件和开发工具；小鹏汽车等整车企标准化将成为未来软件开发的最重要的前提，它贯穿功能软周期。且标准化概念将在不同维度上影响功能软件的形态。一是能安全和网络信息安全的开发流程。二是标准过程中满足所有利益相关方实行求同存异的实际操作方法，对于口又显得尤为重要，基于标准化接口的新的纯软件模块（自动驾升汽车新型电子电气架构开发效率，在可见的未来，功能软件的功能软件中心化，依托于电子电气架构的演进，伴随中心化，软硬件中心化将有效的做到软硬件资源整合，且支持车电脑层面，功能的划分已经逐渐明朗，主要聚焦为驾驶辅助以及运动控制模块、智能座舱模块，而在功能软件中心化前提功能软件终端互通，为了让驾驶者在车内拥有更好的端、手机终端等同等的服务支持，而让驾驶者在各个终端基于使的消费者体验，因此横向打通各个终端的连通性也是未来汽车必为新型个人终端与传统个人电脑、手机等又有较大区别，必须是在软件定义汽车的时代，汽车安装了大量的软件程序，从而变得一个程序问题或者更新升级时，传统模式将是一项繁重的任务汽车远程升级，又称为OTA（Over-the-air，空中下载技术），是指通过移动通信网络），的基础上对应用程序进行升级，例如UI界面、车载地图、人机交互界面等。二是FOTA大节省汽车厂家、4S店和车主的费用及时间成本。二是增加汽车新功能和体验。具备OTA功能的车辆在使用期间可以增加新人机交互方式或功能、优化设图3-8汽车OTA业务软件升级，OTA软件功能将会在不同的域进行最新版本号等）需要支持灾备，通过在不同数据中支持断电续传、断电续升：车端OTA升级代理从云端下载升级包时，需要支持断电/短链续传功能，和具体实现方式，比如可以将升级包切分为多个数据块，每次前最新的块序号，续传时从最新的块序号开始下载即可。断电续升是指车端升级代理刷写支持A/B块升级策略：在车端ECU模块中，只是先向备用目录刷写版本包，刷写成功后再重启切换加载位置（bootloader中控制），通过这种方式实现A/B块升级策略。如果升支持升级回退：对于