2018年6月21-22日,由布谷鳥科技、佐智汽車主辦,艾拉比智能、ADI亞德諾半導(dǎo)體、索喜科技贊助支持的“2018第二屆智能座艙與智能駕駛峰會”在深圳福田區(qū)綠景錦江酒店舉辦。友衷科技創(chuàng)始人&CEO張錚在會上做了《安全穩(wěn)定的操作系統(tǒng)是汽車座艙交互的基礎(chǔ)》的主題演講。
友衷科技創(chuàng)始人&CEO 張錚
張錚:在芯片供應(yīng)商和操作系統(tǒng)供應(yīng)商全部宣講之后,接下我來講一下軟件應(yīng)用服務(wù)。在強(qiáng)大的芯片和操作系統(tǒng)為工具的支撐下,軟件應(yīng)用需要考慮如何做到功能安全級別。
電子行業(yè)、信息行業(yè)分工比較細(xì),分層也比較細(xì),除了芯片供應(yīng)商,還有軟件工程服務(wù)商。集成能力很強(qiáng)的軟件工程服務(wù)商不僅有自帶的工具鏈,也有外部的工具鏈,友衷不僅自有全套的工具鏈,也有外部的工具鏈。
座艙迭代加快,大屏與多屏交互給集成商帶來挑戰(zhàn)
汽車發(fā)展過程中,因?yàn)橄M(fèi)類電子或者通信的發(fā)展,座艙的迭代越來越快。而且屏幕尺寸越來越大,多屏交互的復(fù)雜性也大大增加。
人們都被智能手機(jī)和智能電視寵壞了,都追求暢快淋漓的體驗(yàn),甚至希望把搜狐、愛奇藝、世界杯等搬到座艙內(nèi),可以在汽車上看1080P的電影和打王者榮耀,這對汽車的嵌入式集成供應(yīng)商提出了更大挑戰(zhàn),因?yàn)榧纫WC整車全生命周期的穩(wěn)定性能,又要兼顧其他方向。
座艙是人和車唯一的交互界面,碰到的挑戰(zhàn)也很現(xiàn)實(shí),快樂并痛苦著,快樂是因?yàn)樾酒瑥?qiáng)大,軟件功能強(qiáng)大,痛苦是因?yàn)檐浖D(zhuǎn)移到汽車層面。
下一代汽車座艙,必然需要汽車與駕駛員的深度交互,即要“讀”得懂車,也要“看”得懂人的狀態(tài)。人可以通過智能化的數(shù)字化座艙控制汽車,汽車與人的狀態(tài)信息也通過座艙實(shí)時反饋。
一機(jī)多屏使總成成本不降反升,利潤被壓縮
剛才的嘉賓給了很棒的遠(yuǎn)景,這個行業(yè)會按照摩爾定律走下去,一機(jī)雙屏、一機(jī)四屏?xí)呷胨械牧咙c(diǎn)項(xiàng)目中,芯片的成本也可預(yù)見地會往下走。總成的成本并不會下降,一方面是車載屏幕數(shù)量越來越多,總成成本不降反升,另一方面是軟件或研發(fā)的復(fù)雜度,以及過程質(zhì)量控制的復(fù)雜度會大大增加。所以整個行業(yè)的利潤會被壓縮,利潤分成也越來越細(xì)。因此“痛并快樂著”——痛是迭代太快,工作很辛苦;快樂是可以看到遠(yuǎn)景。通過現(xiàn)在行業(yè)的發(fā)展,能保證自己穩(wěn)定發(fā)展的企業(yè)才能生存下去,最終獲取行業(yè)的利潤。
軟件逐漸成為產(chǎn)品核心
軟件的功能安全定義:當(dāng)安全系統(tǒng)滿足以下條件時就認(rèn)為是功能安全的,即當(dāng)任一隨機(jī)故障、系統(tǒng)故障或共因失效都不會導(dǎo)致安全系統(tǒng)的故障,從而引起人員的傷害或死亡、環(huán)境的破壞、設(shè)備財產(chǎn)的損失,也就是裝置或控制系統(tǒng)的安全功能無論在正常情況或者有故障存在的情況下都應(yīng)該保證正確實(shí)施。
座艙電子的架構(gòu):最底層是硬件平臺,然后是操作系統(tǒng)內(nèi)核及BSP,到軟件中間件,最后到應(yīng)用軟件。操作系統(tǒng)是支撐,發(fā)展趨勢是更強(qiáng)大的處理能力和計算效率,更多功能的SoC。軟件逐漸成為產(chǎn)品的核心,發(fā)展方向是越來越多的外接設(shè)備和接口,更多的數(shù)據(jù)處理,更復(fù)雜的交互需求。軟件系統(tǒng)的“安全”、“穩(wěn)定”是一切交互的基礎(chǔ)。
利用好“工具”是保證安全穩(wěn)定的關(guān)鍵
安全穩(wěn)定除了和工具本身相關(guān),跟過程控制也相關(guān),有一句行業(yè)的老話,“給你一雙喬丹的籃球鞋,也扣不了籃,或者給你林丹的羽毛球拍,你也沒有辦法做跳殺。”原因是芯片和操作系統(tǒng)都只是輔助工具手段,怎么把工具用好很關(guān)鍵,或者把工具和自身的優(yōu)勢結(jié)合起來很關(guān)鍵。接下來我給大家講講如何利用這些強(qiáng)大的芯片在實(shí)施的過程中保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
行業(yè)細(xì)分的很細(xì),強(qiáng)大的硬件平臺以及各種各樣的操作系統(tǒng),包括一級供應(yīng)商賴以生存的附加值,現(xiàn)在都越來越集中在中間層。如何用好各種封裝好的中間件、各種各樣的協(xié)議棧,包括從芯片原廠提供的BSP,如何把這些資源包整合好、控制好,是整個軟件行業(yè)的附加值所在。其中產(chǎn)生的附加值,是車廠依賴軟件服務(wù)供應(yīng)商的原因,車廠非常關(guān)注芯片的迭代情況,包括操作系統(tǒng)的迭代情況。了解后,最終還是依賴專業(yè)供應(yīng)商的處理,供應(yīng)商在這塊是架構(gòu)師。友衷服務(wù)產(chǎn)生的價值也是在這塊,怎么用好多層面的工具解決行業(yè)的問題,行業(yè)發(fā)展快必然會產(chǎn)生問題,能解決問題就有價值。
多屏交互使操作系統(tǒng)面臨挑戰(zhàn)
經(jīng)過了一機(jī)多屏的演化,現(xiàn)在碰到的問題有:一是安全穩(wěn)定,二是安全穩(wěn)定和硬件之間捉襟見肘的資源處理問題?,F(xiàn)在碰到最棘手的問題是,地圖從IVI投射到儀表,后期高清地圖或者全景地圖再由儀表投射到HUD,HUD的屏幕復(fù)雜性越來越高,儀表的屏幕越來越大,導(dǎo)航的屏幕尺寸也越來越大,甚至引入空調(diào)控制面板或者后排中控屏。這幾塊屏幕之間,交互的層級越來越多,交互的信息量越來越大。操作系統(tǒng)如何保證實(shí)時顯示,保證計算的實(shí)時性,保證盡可能高的吞吐量是整個行業(yè)的痛點(diǎn)和難點(diǎn)。
一機(jī)多屏引起多樣化的操作系統(tǒng)
屏幕數(shù)量越來越多,必然會走向一個芯片帶動多個屏幕的趨勢,到2019年,一機(jī)雙屏和雙機(jī)雙屏的成本相差無幾,預(yù)計到2020年,一機(jī)兩屏的方案比雙機(jī)雙屏成本更低。降本預(yù)期非常明確,一機(jī)三屏或者一機(jī)四屏節(jié)省的周邊器件、內(nèi)存,包括中間層成本越來越可觀。
但是屏幕越多,剛才闡述的解決這些問題的難度越來越大。各種各樣的操作系統(tǒng)都是可利用的工具,有簡單的,有復(fù)雜的,有的符合功能安全,有的不符合功能安全,都是結(jié)合當(dāng)下量產(chǎn)的項(xiàng)目,酌情而用。
Android或者虛擬化的操作系統(tǒng)可能對硬件調(diào)度的實(shí)施性、操作性沒有那么強(qiáng)的穿透力,當(dāng)然也有實(shí)施性和項(xiàng)目操作系統(tǒng)對底層控制力很強(qiáng)的排列組合存在。這兩種情況都將在今年或明年在整個行業(yè)使用,它們代表了前進(jìn)的方向。
中國市場比國際化的車廠情況更復(fù)雜。國際化的客戶,一個軟件平臺研發(fā)周期是4到5年,給各級供應(yīng)商充分介入的時間,把平臺的各種可測試性和代碼的穩(wěn)定性全部夯實(shí)。國內(nèi)的項(xiàng)目,比較好的會出現(xiàn)兩輪研發(fā)周期,比較惡劣的是出現(xiàn)18個月和14個月的研發(fā)周期,中間有大量設(shè)計變更,這種設(shè)計變更,原來是僅僅停留在Android的界面上的設(shè)計變更,或者液晶儀表的HMI的設(shè)計變更。
隨著一機(jī)多屏,多屏交互的產(chǎn)生,中國類似泥潭的市場里軟件供應(yīng)商怎么生存?國內(nèi)供應(yīng)商面臨的困境和國外不太一樣,國內(nèi)的設(shè)備特別多,而且設(shè)備可能不付費(fèi),或者設(shè)備的付費(fèi)會攤到下一個項(xiàng)目上。對應(yīng)國內(nèi)這樣的客戶,供應(yīng)商的排列組合方案必須要很多,各種各樣的操作系統(tǒng)和各種各樣工具都要用,各種各樣的操作工具都需要熟練掌握。
Hypervisor技術(shù)
友衷科技結(jié)合行業(yè)的情況加上工具應(yīng)用的情況,展示怎么在功能安全基礎(chǔ)上做物理地址、內(nèi)存地址預(yù)設(shè),包括內(nèi)存或者地圖紋理的共享。這是基于Linux做的。
對于多屏互動,客戶很單純的需求是開機(jī)的儀式感特別爽,動畫從A到B到C,最好再回來從C到B到A,用一顆處理器帶動多個屏是游刃有余的。以前,雙機(jī)雙屏或者三機(jī)三屏做動畫的處理、實(shí)時性渲染顯得捉襟見肘。這個過程中用到了剛才提到的技術(shù),顯然,一機(jī)雙屏優(yōu)勢非常明顯,它在CPU和GPU的調(diào)度上有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。
(一機(jī)多屏演示視頻截圖)
功能安全不僅包括工具,還有流程的功能安全
1. 工具的功能安全
把最終的總成做好,涉及多方面能力,包括底層操作系統(tǒng),也包括可能用到的HMI開發(fā)工具,HMI開發(fā)工具包括上層的各種測試工具和控制工具。
安全包括幾個層面:先是工具的安全,比如英特爾、阿波羅的功能安全,QNX或者將來的Linux也會通過功能安全的驗(yàn)證,包括HMI的工具等等,都達(dá)到功能安全,現(xiàn)在最新的QT(應(yīng)用程序開發(fā)框架),也通過了功能安全。
2. 流程的功能安全
工具都經(jīng)過了功能安全驗(yàn)證之后,下一步的挑戰(zhàn)是要求一級供應(yīng)商或者行業(yè)內(nèi)的研發(fā)流程和過程控制要過功能安全驗(yàn)證,否則,功能安全是車廠不愿意看到的偽功能安全。業(yè)內(nèi)有兩種16949標(biāo)準(zhǔn),一種是面向服務(wù)中心的16949標(biāo)準(zhǔn),一種是內(nèi)部實(shí)際用的16949標(biāo)準(zhǔn)。功能安全要做扎實(shí)和做穩(wěn),除了工具要達(dá)到功能安全之外,流程也達(dá)到功能安全,各個節(jié)點(diǎn)都能安全穩(wěn)定,這相當(dāng)關(guān)鍵。
友衷針對整個行業(yè)的情況,做了很多自動化的測試工具,還有自動化產(chǎn)線上的各個測試節(jié)點(diǎn),包括軟件的招募、穩(wěn)定性測試、光學(xué)的測試、總成的測試,各種節(jié)點(diǎn)都要考慮周全,得到各個節(jié)點(diǎn)的反饋后,在復(fù)雜總成的前提下考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
行業(yè)在前進(jìn),工具也在發(fā)展,倒逼供應(yīng)商和主機(jī)廠前進(jìn),主機(jī)廠是被終端客戶推著前進(jìn)。除了掌握的資源,自身能力的提升也很關(guān)鍵。
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操作系統(tǒng)
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原文標(biāo)題:友衷科技張錚:安全穩(wěn)定的操作系統(tǒng)是汽車座艙交互的基礎(chǔ)
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