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汽车操作系统的发展历程是怎样的?

2025-01-21 18:11 发布

汽车操作系统的演变历程可以追溯到 20 世纪 90 年代,随着汽车电子设备的日益丰富和交互接口标准的多样化,嵌入式操作系统逐渐成为汽车电子产品的标准配置。

最初,车载娱乐信息系统主要以数字收音机、CD 播放器等功能为主,而如今,它们已经配备了液晶屏、蓝牙电话、地图导航和倒车雷达影像等功能。为了满足这些复杂功能的需求,IVI(In-Vehicle Infotainment)嵌入式系统的主 CPU 处理能力从最初的 4 位和 8 位演进到 16 位、32 位,甚至多核,并引入了嵌入式操作系统来分配 CPU 资源和管理任务。

电控系统方面,由于需要进行闭环控制和处理更多的输入输出信号,其嵌入式操作系统需要满足更复杂的任务调度和更高的系统可靠性要求,因此,这些系统采用了具有严格技术指标的嵌入式操作系统。

目前市场上用于车载系统的操作系统包括:Android、Microsoft、QNX、Wind River、MicroItron 和 Linux。其中,Android 以其开源特性受到广泛欢迎,尽管存在版本更新频繁的问题;Microsoft 操作系统因其性能稳定和授权费用而备受推崇,但市场份额有所下降;QNX 曾经占据高份额,但现在已经风光不再;Wind River 功能强大,但成本较高;MicroItron 是日系车型的主流操作系统,但日系供应商的情况有所变化;Linux 操作系统以其稳定性好和易裁剪的特点,成为很多厂家的首选;GENIVI 则是标准联盟。

汽车操作系统还包括智能座舱操作系统,这些系统主要为汽车信息娱乐和人机交互服务,对实时性和可靠性要求不严格。目前市场上主流的智能座舱操作系统包括 QNX、Linux 和 Android。传统上以 QNX 为主,但近年来,开源的 Linux 和拥有大量资源的 Android 受到了更多的青睐,这些操作系统通常基于 Android 进行定制化的 UI 改造。

安全车载操作系统面向经典车辆控制领域,对实时性和安全性要求极高,主要采用实时操作系统(RTOS)。这些操作系统通常应用于 ECU(Electronic Control Unit),主流的实时操作系统大多兼容两类汽车电子软件标准。

随着汽车行业的发展,软件变得越来越重要,汽车制造商们正在努力构建以软件驱动的汽车。汽车操作系统促进了硬件和软件的集成,具有可扩展性强的特点。它们由多个层次组成,每个层次都有特定的功能,功能开发与车辆平台生命周期相分离。

在汽车操作系统领域,不同组织对软件复用和统一软件底层设计的看法尚未达成一致。传统分布式架构难以实现高层级的复用,而 AUTOSAR 的目标是统一软件底层设计。随着域控制器架构的发展,POSIX 成为创新点之一,但不同操作系统之间的开发协同效率仍需提升,行业需要更好的开发方式。

当前,汽车面临电子电气架构的变革,汽车操作系统的作用愈发重要。中国相关组织也在积极研讨其发展,努力推动汽车操作系统的进步。

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