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五大车载操作(VOS)系统知多少

发布时间:2024-03-25 16:07:12   来源:杏彩体育官网登录/橡胶智能装备

  与车载软件资源的程序系统,是直接运行在AB上的最基本的系统软件,任何上层软件,HMI,数据连接都必须在操作系统的支持下才能运行。

  车载操作系统是用户和车载硬件的接口,同时也是车载硬件和上层软件的接口。车机操作系统的功能包括管理车载系统的硬件、软件及数据资源,控制程序运行,改善人机界面,为上层软件提供支持,让车机系统的资源,以及接收到数据、信号音频视频最大限度地发挥作用,提供各种各样的形式的用户界面(UI),使驾驶员有一个好的驾驶环境,并有效的提供辅助驾驶、半自动驾驶、甚至自动驾驶。

  实际上,驾驶员是不有必要了解操作系统的,车载操作系统管理着车机硬件资源,同时按照应用程序的资源请求,分配资源,如:划分AB资源,RAM空间的分配,处理声音、视频信号,时间管理,电源管理等,然后给每个ECU发送正确的指令,使汽车高效安全地驾驶。

  那么就让小编带领大家纵览以下AB所需要的操作系统,这中间还包括WinCE,LinuxAndroid,QNX,iOS等等。

  WinCE是微软1996年微软发布的嵌入式操作系统市场的产品,直到2002年,WinCE4.1的发布,才取得了成功,今天WinCE已发展到7.0。但是随着Linux和Android的冲击,据说微软已经准备放弃对WinCE的维护,而准备如同苹果一样,从Windows 10以后,一款操作系统支持所有的平台,PC,Notebook,Palm,Phone,Automotive等等。虽然WinCE马上可能会成为历史,但是毫无疑问它为车载VOS的起步奠定了宝贵的基础,大家还是要了解一下它的架构。

  VOS中典型采用的WinCE 6.0系统架构,实现为一种分层的架构,分别由内核模式层和用户模式层组成。其架构图如下:

  因为WinCE提供了多媒体功能模块,且实时性方面表现出色,且当时Windows应用开发便利,有很多的商业化产品和服务,同时提供大量的开发包(Kits)和调试工具(Debug Tools),所以在当时其他操作系统不够成熟的情况下,在车载导航、娱乐上算是一枝独秀,所以当时大多数都称车载主机为车载导航或者车载娱乐系统。

  但是,随着需求的增多,客户的真实需求的改变,其他操作系统的成熟。WinCE高度模块化的开发流程,使得开发用户慢慢的变少,应用越来越匮乏,所以WinCE也慢慢退出了VOS的舞台。

  对于计算机研发人员来说,Linux的出世可以说普大喜奔。因为它是在GNU公共许可权限下免费获得的,是一个符合POSIX标准的操作系统。最最主要的是它是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统。

  Linux以它的高效性和灵活性著称,是一个基于POSIX和UNIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。它能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议,支持32位和64位硬件。它还包括带有多个窗口管理器的X-Windows图形用户界面,如同大家使用Windows一样,允许使用窗口、图标和菜单对系统来进行操作。

  同时Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想,是一个稳定性很高的多用户网络操作系统,Linux的架构如下:

  容易让人误解的是,小编或者网络中大家说的Linux,其实是指代的是Linux kernel。因为Linux操作系统因为发行方的不一样,有不一样的发行版,譬如说Ubuntu,Debian,Fedroa,RedHat等等。每个发行厂商根据不同的Linux Kernel版本,发布自己的新版本。

  而在VOS上,大多数车机的OEM厂商是基于Linux Kernel LTS(长期支持版本)版本,然后自己通过裁剪和配置,完成车载操作系统的开发。因为一般LTS发布版本,将会提供 2 年的支持。所以稳定性更好,成熟度更高。

  Linux操作系统结构设计偏重于可靠性和网络设计,所以在后台(服务器和数据中心)操作系统中占据着领头羊。现在IT基础设施从服务器和数据中心移动到了云端,而云运行在 Linux 上。即使是在微软 Azure 上,2016 年的时候超过 1/3 的虚拟机运行在 Linux 上。

  但是Linux的普及范围小和开发难度大,限制了它在车载导航和车载娱乐上的发展。但是随着车联网、ADAS的介入,对可靠性以及网络设计的需求,也许Linux会异军突起,成为VOS的热门系统。

  Android操作系统,让小编带着大家单刀直入的描述。因为Android手机的市场占有率已超越了80%,远高于历史上任何一个操作系统的份额。基本上10台智能手机中就有8台是Android手机,大部分对它的熟悉可能并不差于小编。

  你可能不知道的是,到目前为止,Android是基于Linux Kernel开发的最成功的产品(也有的人觉得iOS是最成功的产品)。2009年,谷歌和一些硬件厂商组成的开放手机联盟发布了 Android。它现在慢慢的变成了了最流行的最终用户操作系统。

  Linux Kernel:其底层是基于Linux Kernel的。主要完成的是操作系统所具有的功能,绝大多数都是许多驱动程序,通过这一些驱动程序来驱动设备上的硬件设备工作以及对电源的管理。

  Liberaries: Android的库文件。包括文件系统,多媒体构架,SQLite数据库、图形处理、网络开发的库文件等等。

  Application Framework:应用程序的框架,这个是非常的重要的。通过Framework这一层定义的各种各样的框架,研发人员通过Java来实现当前手机上各式各样的Applications。

  许多车机的OEM厂商选择Android的4.4版本为基础进行VOS的开发。主要是4.4版本对RAM做了很大的优化,还可以在512MB RAM的车机上流畅运行。这和Linux,WinCE来说非常接近。而以车载导航和车载娱乐为最大的目的的车机配置很低也有关系。

  Android最大的优点是庞大的手机群体,为其OS开发了数之不尽的应用,并且大多数应用已经深入人心,欲罢不能。而且,随着车联网的开发,应该很快能有移植到车机中来,为车载娱乐系统开创互联网新时代。

  但是Android操作系统并未如同在手机上占据统治地位一样,在车机中一帆风顺的迅速发展,主要的原因还是系统的实时性和稳定能力,当然也包括对资源的过分需求。这也许会阻碍Android成为未来VOS最大的障碍。所以Google公司计划在Android N的开发中,为车载开发一套完整的操作系统,让大家拭目以待。

  黑莓(Blackberry)旗下全资子公司,作为黑莓核心技术部门BTS(Blackberry Technology Solutions)的最重要组成部分,承担黑莓业务中操作系统、汽车软件、M2M云计算等核心业务内容。

  – 为汽车、通信、网络、医疗、国防、航空航天、核电、工业自动化等细分市场提供操作系统、中间件和软件解决方案。

  – 从思科的路由器,洛克斯德马丁的武器,GE的交通设备,飞利浦的医疗,阿尔斯通的轨道交通,霍尼韦尔欧姆龙工业设备,西屋电气的核反应堆控制器,到国际空间站的对接臂控制管理系统,QNX的软件涉及我们正常的生活的每一个环节。

  QNX以其安全性和实时性著称,所以它的突破口是汽车的仪表(Cluster)。QNX操作系统是第一个符合ISO26262 ASIL D规范的实时操作系统,能满足数字化仪表盘功能性安全的要求,同时兼顾了数据安全要求,通过美国军方EAL4+。用户都能够基于安全的内核进行系统开发,来保证整机系统的安全可靠。

  在小编讲述的所有操作系统中,只有QNX基于自己的VOS独立的为汽车车载系统开发了完整的娱乐平台(而不是车机供应商),称之为:QNX车载娱乐平台(QNX CAR Platform for Infotainment)。其架构如下:

  小编认为QNX的野心还是很大的,毕竟汽车的半自动、全自动驾驶涉及到人的生命安全,安全性和实时性是很重要的。所以小编认为QNX成为未来的VOS的机会非常大。

  iOS是由苹果公司开发的移动操作系统。苹果公司最早于2007年1月9日的Macworld大会上公布这个系统,最初只设计给iPhone使用,后来陆续扩展到iPod touch、iPad以及Apple TV等产品。

  iOS与苹果的Mac OS X操作系统一样,属于类Unix的商业操作系统。这个系统原名为iPhone OS,因为iPad,iPhone,iPod touch,Apple TV,iWatch都使用,所以改名为iOS。也就是说,未来所有苹果的产品都由iOS支持。而如今,苹果已经杀入了无人驾驶汽车领域,小编也期待着iOS成为VOS的到来。

  因为苹果对汽车的开发还处于保密阶段,我们只可以翘首以待未来的结果。也希望如同iPhone一样,能够一鸣惊人。

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