把航空和IT技术引入汽车，风河OS为“软件定义汽车”提速
2024年4月底，在第十八届北京车展前夕，致力于使出行更安全、更绿色、更互联的全球科技公司安波福举办了“融合·智行”媒体技术分享会，推出针对中国本土市场的新一代全栈式软硬件平台和产品，助力整车厂商加速将“软件定义汽车”变为现实。
会上，安波福的子公司——风河系统公司也首发了一系列产品技术，包括 VxWorks汽车方案、Helix虚拟化平台、容器技术等，并宣布首次在本地主机厂部署云原生开发工具链等。
汽车业对OS平台有何特殊要求？以VxWorks为代表的RTOS（实时操作系统）和Linux相比，各自的优势是什么，哪个将会统领汽车的未来？为此，EEPW记者访问了风河系统中国区总经理邹露君先生。
图1 风河系统中国区总经理邹露君在发布会上
1 汽车业的特点
风河关注关键任务型市场。从风河角度看，汽车目前有两大技术趋势：①自动化的快速发展。自动化技术及自动驾驶技术需要可确定性和功能安全的操作系统。②随着电子电气架构的演进，中央化、域融合的趋势需要强大的软件。
为此，边缘和云端都需要满足汽车市场需求的操作系统平台。2022年初，安波福收购了风河公司。风河此前在航空航天、工业等行业有很强的根基，收购后，风河更多地了解了汽车用户的需求，并把其他行业的成功经验导入，专门定制了满足汽车市场需求的产品。
2 边缘端：“飞机大脑”附身“汽车躯体”
风河主要瞄准关键任务型市场。风河的策略是首先选择一个注重可确定性、功能安全和实时响应的细分市场，例如航空业，然后投资开发满足这个市场的产品。之后，再把这个市场的成功经验复制到其他市场，这就是后来向工业、电信、汽车业做拓展。航空领域是风河最大的业务。例如我国第一架国产大飞机C919就主要采用了风河的操作系统。此次，风河把其王牌产品——在航空业久经验证的VxWorks延伸到了汽车业。
图2 风河的边缘和云端解决方案
● 首发VxWorks汽车方案
风河在传统的航空领域非常强的VxWorks操作系统上首发汽车解决方案，并且在首发过程中就直接在国产芯片上启动了部署。新的汽车解决方案强化了汽车功能。例如对ADAS做了增强，增加了ADAS的开源库；包含了附加POSIX合规的API和OS API；同时把AUTOSAR Classic MCAL纳入标准产品之中。这使得汽车客户之前为车载开发的一些应用软件，可以非常轻松地植入到风河的操作系统之上。
同时，风河也同步启动了支持汽车BSP的开发，瞄准国内外的主芯片。
安全性对汽车也至关重要。尽管风河之前在航空航天业已经过了最严格的认证标准，但是为了满足汽车市场的法律法规的要求，此次专门做了ISO 26262的规范和认证，并且获得了最高等级的ASIL-D认证。
● Helix虚拟化平台：首发汽车方案
同样的，在首发过程中，Helix就在国产芯片上大展身手。
为什么在汽车上需要虚拟化平台？因为随着电子电气架构的演进，在中央化、域融合的架构下，需要在一个控制器/芯片上去集成更多的应用，而这些应用的功能安全等级是各不同的，于是就需要一个虚拟化平台来做隔离。通过虚拟化平台，把不同的操作系统和应用按照功能安全等级去做分类，以此有效地让他们隔离开。
其实这种方案在10多年前的航空航天场景已有广泛应用。因为飞机对重量是非常敏感的，在飞机设计之初，就要求高度融合，机载计算机在研发之初就会要求尽可能去运行更多的应用，而不是研制多功能机。
所以今天风河把在航空业成功的Helix虚拟化平台引入汽车，以帮助汽车客户应对电子电气架构转型中遇到的这类挑战。
3 云端：把IT业的“容器”等技术引入汽车业
风河为什么要做云端平台？现在是“软件定义汽车”的时代，面对的主要挑战是如何降本增效，因此，不能像以往一样靠996式的辛勤工作去完成，一定要找到一些新的方法和思路。
汽车的软件定义开发大多数还是用传统的瀑布式开发模式，但是要想真正有效地降本增效，就必须将这种传统的瀑布式的开发模型转变到敏捷开发。而要实现敏捷开发，最重要的是通过一些新技术的导入，例如容器、云原生、DevOps工具等高效的开发方式。风河过去多年来投资在DevOps这种纯云原生的开发工具上，就是为未来巨大的市场做布局。
此次带来的汽车方案的特点如下。
● 首次将容器技术引入跨域融合的域控开发中
跨域融合现在是一个热点。为了降本增效，现在汽车要将智驾、座舱、车身等不同的控制融合在一起，做出成本更低且效果更好的解决方案。
为了做好跨域融合，容器是一种非常重要的技术。容器的概念来源于IT业，可使不同的软件模块开发团队能在不受干扰的条件下并行地进行软件开发，容器内的模块也可以独立地维护、升级。
通常在跨域融合中，这些不同领域的开发团队都是来自于公司内部不同的组织架构，通常不是一个部门，通过利用容器技术，既可以在技术上方便跨部门协同，又可以各自独立开发，容易实现最后所有软件的整合。
同时，容器技术也可以彻底改变软件开发的方法论，使之前从瀑布模型完全导入到以基于DevOps的开发，因为基于容器所有的软件先天都是在云端开发，而在云端应用DevOps进行敏捷的方式去开发，将极大地提升软件的开发效率，降低开发成本。
同时容器还有一个非常突出的优势：OTA（空中下载技术）。因为通过标准化可以做到软件复用，以此给开发者降低很多成本。OTA过程中，它的尺寸也可以下降很多，可以节省宝贵的传输带宽和存储资源。
风河和母公司安波福合作，在国内实现了容器在跨域上的融合，这个方案也首次是在国产芯片上进行布局。例如风河和安波福展示了一个5级联动的演示，是国内第一款基于容器的演示，其中通过多个不同的容器把多个不同域的应用运行在上面。
● 首次在本地主机厂部署云原生开发工具链
国内的一家自主汽车品牌/知名主机厂也选择风河的云原生的工具链Studio进行了平台化的开发部署，融合成熟的第三方的工具，构建业界领先且高效的从设备到云端的开发/部署/运营/服务体系，实现持续集成、持续交付和持续部署的能力。
4 节约1/4软件开销
风河希望通过已经在市场上取得成功的边缘端产品，加上云端的开发工具链，可以给客户提供一揽子的解决方案，帮助客户迎接汽车软件开发过程中面临的诸多工程挑战，并且降本增效。
关于降低成本，以上述的那家自主汽车品牌厂商为例，在开发环节，通过容器化来隔离软件部件，提升软件重用性，约能帮这家主机厂降低20%的开发和测试成本。在部署环节，通过OTA更新时以模块化来缩小文件，能够减少数据传输/存储成本，比以往方法降低35%的更新成本。在运营环节，通过数据环路、数据孪生等，可以实现车辆数据的实时可视化，支持软件缺陷的预先补救，可以降低维修成本达20%。综合起来，通过全面导入风河的云原生Studio，预计可以降低25%的软件开发成本。
5 RTOS和Linux，谁将是主宰？
安全性是汽车业的一个重大挑战。当前正出现单芯片上的座舱、智驾融合，所面对的安全要求不一样，因此在软件架构上需要有不同的OS操作系统，按照不同的安全等级来部署。例如风河VxWorks达到了功能安全ASIL-D，因此所有对安全性和实时性要求较高的智驾应用程序可以运行在VxWorks之上。对于一些网关数据交互比较大的应用，可以运行在高稳定性的风河Linux上。座舱、信息娱乐通常运行在安卓的Kernel（内核）之上。
VxWorks是RTOS实时操作系统，Linux多年来一直在与其博弈。目前和将来的走势是：RTOS要向Linux的生态靠，Linux要学RTOS的安全性。这两条路线，就看谁先走成。
具体而言，Linux有生态优势，但是在功能安全认证维度，Linux的内核代码通常是几千万行的级别，在航空航天领域，一行代码的认证成本至少二三百美元，这样算下来是非常昂贵的，在经济上是不可行的。而风河的VxWorks是RTOS（实时操作系统），全部代码加起来在10万行以内，因此可做安全认证。
未来，如果底层操作系统要全方位地用起来，并且能够迎接汽车功能安全的挑战，需要做到如下方向。
第一，从Linux角度，需要找到一种新的功能安全的认证方法，不能像以前一样每行都认证。例如是否可以采用类似于抽样的方法？另外，一些Linux公司正在试图通过引入新技术，对Linux进行裁剪，裁剪到百万行内，再增加一些特别的功能安全补丁。
第二，从RTOS实时操作系统的角度，例如风河的VxWorks，下一代能否做得更像Linux？例如对象应用的接口完全照搬Linux的API，这样按照Linux开发的软件不需要很大的移植，就可以直接运行在RTOS上。
实际上，风河也有Linux业务。风河所服务的电信行业，几乎所有的操作系统机会已从RTOS迁移到了Linux。因为现在电信市场对生态的要求非常高，有大量的第三方。凡是有大量第三方的市场，就需要一个大生态。
而大多数RTOS公司很难形成自己的生态，因为是闭源的。开源以后才会有生态。有了生态以后，第三方的资源才会很丰富。
那么，胜出的OS操作系统能否一统天下？很难说，因为汽车的OS操作系统不会像手机那么集中，主要还是要看性价比，如果能同时解决成本问题和安全性挑战，肯定会很快一统天下。
6 中国区独立运营，树立雄心勃勃规划
今年，风河与母公司安波福一样，中国区成为了独立的事业部。各个事业部由原来向各全球业务线汇报，调整为直接向安波福中国及亚太区总裁汇报工作，以便为中国区提供全面的自主决策权和迅捷精准的市场响应能力，并同步制定了雄心勃勃的业务目标，即在五年内实现50%的业务增长，扩大与中国自主品牌的合作，使相关业务占比达到70%，进一步为“中国速度”提速。
“安波福1/3的业务在中国市场。当然风河今天离1/3还有一些差距，所以要加大在中国市场的投入，主要的营收增长来源之一就是汽车。” 邹总说道。
实际上，风河在中国已有将近30年的历史——在1996年就在华签约了一家本地代理商来开展业务。过去近30年，公司已建立了一支强大的开发团队，包括近200位的开发/研发工程师。接下来，风河会依托这支强大的本地中国团队，响应中国客户的需求，开发中国本地的产品，并将形成的知识产权留在中国。风河希望能够和本地的生态伙伴紧密联系，能够全面赋能中国的产业链，能够全面的拥抱中国技术的生态圈。
7 安波福此次带来的软硬件全栈产品
风河的母公司——安波福本次推出了由本地团队开发的软硬件平台和产品，包括支持高阶自动驾驶和电气化功能的硬件架构，以及通过云原生方法实现可持续发展的软件架构，为车辆研发、制造以及车辆全生命周期内的运营维护和功能更新带来革命，以本地化的解决方案助推中国市场引领软件定义汽车的未来。
● 智能汽车架构SVA（Smart Vehicle Architecture™）
SVA能够为软件定义的汽车提供所需要的硬件及架构，以软硬件解耦、输入输出与计算设备分离、计算“服务器化”为技术特征，可供整车厂商依据自有的车辆开发体系和供应链体系进行自主抉择，降低研发复杂度与总的制造、运营成本，从容应对软件定义汽车时代“多”、“快”、“好”、“省”的要求。
此次安波福展示了本地开发的、运行在SVA硬件架构上的SOA（面向服务）软件方案架构。通过安波福平台的中间件可以实现两大功能：一是实现了软硬件解耦，赋能OEM在不改动应用软件的前提下升级替换硬件；二是实现了可以跨功能域统一部署的中间件，当前SOA进程中的一大挑战就是无法跨功能域统一部署，安波福提供了包括风河的操作系统、容器技术等在内的有效解决方案，能够帮助OEM在极短时间内实现新需求的开发、迭代和验证，从而极大提高了开发的效率，以更低的成本、更快的速度赋能OEM，持续改进用户体验。
● 完整的边缘到云平台——风河软件体系
凭借Wind River Studio、VxWorks、Helix Virtualization Platform、容器化技术等差异化优势，安波福的风河软件体系为“软件定义汽车”的开发和运营提供软件框架、高安全性的实时操作系统和完整的工具链，不仅能够确保所有安全关键型应用持续运行，更能将其无缝融入软件定义汽车的架构中，助推混合关键性系统的发展，赋能汽车实现更高的智能性和安全性。例如Wind River Studio可实现云原生技术的流程自动化，并可轻松访问虚拟测试环境，从而使开发人员的生产率提高达25%，并加快了上市速度。这意味着从需求设定到初步的集成和测试所需的时间从数月缩短到了数周，如果使用风河的中间件来移植软件，甚至只需数天。
这些数字化平台和产品已经在汽车行业成功部署，并在中国汽车市场实现项目定点落地。风河致力于为中国汽车客户打造本地化的产品，全面进入中国汽车生态圈，深度赋能中国软件定义汽车的发展。
● 搭载“中国芯”的舱行泊一体化融合方案
安波福带来了由中国团队开发、首个基于中国本地的高性能系统级单芯片打造的跨域融合计算平台，覆盖智能座舱、智能辅助驾驶和自动泊车三个控制域，简化了整车电子电气架构和系统软硬件设计，节省了研发成本。作为汽车行业首个跨域融合计算平台，采用多种风河软件技术方案，其一芯多控、灵活安全、软硬解耦的能力为本土整车客户带来了显著的商业优势，包括使用DevOps工具以及数字反馈回路进行持续的开发和改进。安波福提供的解决方案可以实现最大程度的灵活性，支持不同芯片制造商采用最适合客户需求的芯片及硬件组合，并在未来轻松快速地进行开发、部署和迭代。
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