干货收藏｜《基于SOA理念的AD/ADAS操作系统架构》演讲全文

8月5日，由盖世汽车、AUTOSAR组织联合主办的AUTOSAR中国日在武汉举办，CAICV基础软件工作组组长、国汽智控创始人、CEO/CTO尚进博士应邀发表《基于SOA理念的AD/ADAS操作系统架构》演讲，全文如下：

感谢AUTOSAR的邀请。基础软件很重要，最近中国汽车协会准备成立软件学会，国汽智控是副理事长单位，前天中国汽车协会也成立了软件学会的筹备组，我也是发起人之一。我们中国的基础软件各种组织也会和AUTOSAR紧密地合作。

过去半年我们和AUTOSAR一直在交流和探讨。我有一件事情记忆很深刻，我们在电话会议中，AUTOSAR轮值主席Mr.Asmus和他的同事关心两个问题，第一个，我们在推动和已经执行车控操作系统的标准。什么是车控操作系统？什么是自动驾驶操作系统？我说有两个角度是和AUTOSAR相关。让主机厂像AUTOSAR CP的感觉在域控制器下进行自动驾驶开发，所需要的东西就是自动驾驶操作系统。这也是回应AUTOSAR AP怎么进一步扩展到更好的支撑自动驾驶开发。这是第一点。

第二点，什么是基础软件再进一步扩展？是AUTOSAR AP for自动驾驶的框架。昨天有记者采访我，谈到AUTOSAR ，我说AUTOSAR很多理念实际上是永远存在，应该持续发展的，比如说硬软集成和软软分层，这样可以使汽车工程师做到更好的应用开发。AUTOSAR是个标准开放的框架，它对应用共性功能进行分装，这样应用才能解耦，才能定制化开发。

回到今天的主题，软件定义汽车，这其实很热门，什么是软件定义汽车？我是学汽车专业但是做ICT做了20多年，又回到汽车行业。软件定义这个词很多行业都用了，什么是软件定义？有很多解释。我的解释，第一点，一定要做到软软分层，基础软件和应用的分层，这样才能实现软件定义。第二点，软件定义不是代码定义，前几天我和余凯聊，其实是软件定义芯片，但软件不是代码，而是架构。特别是当走向域控的复杂架构和复杂系统时，架构是先行的，架构是第一位的。整体的功能怎么样分层？怎么扩展？怎么收敛？这样自然会牵扯到，哪些工作是软件做的，哪些工作是专属芯片做，哪些工作是通用处理器/CPU做。软件定义的核心一方面是架构，一方面是基础软件这层怎样向下更好地支持硬件、向上能够更好地应用进行分级。简单来讲就是新产业链新模式，什么是新产业链？“硬件——操作系统——应用”这样的形式。

介绍一下今天的内容，大体有三方面，1.智能网联汽车的背景，中国在推动一系列标准或者产业实践；2.和AUTOSAR之间的相互比较；3、另外是扩展。

最近参加好多会，我们讲基础软件，经常提到一个词是缺芯少核。如果说智能网联汽车的核，对自动驾驶、对域控制器、对E/E架构的变化没有起到坚决支撑作用，那它就不能叫核。如果说智能网联汽车关心的关键问题比如说信息安全、数据安全以及车路云和云计算的架构，基础软件不能起作用，那也不能叫核。

提到基础软件，我也听到大家这两天在讨论通讯、实时，这些都很重要，但更需要进一步的扩展。如果没有跟智能网联汽车应用结合，没有把共性应用内容纳入进去，那对主机厂来讲，离真正的落地一定还有距离。

我们叫车控操作系统，在这里也做一下宣传，我们中国的国标，车用操作系统分为车载和车控，车载是座舱，车控分成两部分，一个是域控下的智能驾驶操作系统，一个是以AUTOSAR CP框架为主的叫传统安全操作系统。

这里谈的是智能驾驶操作系统，其实我们也在考虑，为了L3、L4自动驾驶，在域控制器下，AUTOSAR AP/CP整体框架如何进一步扩展。我们是从更加直接落地的角度来讲的。

什么叫操作系统？其实AUTOSAR CP已经做到了对硬件充分的融合、耦合，但是我们现在面对的是域控制器、多芯片、多板卡，而且是异构的，重点是平台化，软硬解耦。什么叫平台化？要共性地支撑不同的芯片架构。英伟达的芯片架构和地平线的芯片架构有什么区别？要支持每种芯片架构下的不同厂商、不同的硬件架构，比如说到底有几类芯片，芯片的数目？仍然反映到基础软件这样一个平台化的支撑，向上一定要做到与应用的解耦、软软解耦，其实这并不容易，我们开发ACC、ICC、高速领航、城市领航，这时候基础软件应该起什么作用才能做到软软解耦，才能做到主机厂应用开发？毫无疑问，要提取共性，就像AUTOSAR CP/AP，提取了很多应用的共性。那么，自动驾驶行泊一体，这些共性是什么？

另外我们不管怎么讲，离不开车规级，什么叫车规级？高实时、高安全、（域控下）高扩展。比如说功能安全里的安全监控，只要有代码就有BUG，但系统还是要做到ASIL D。这些其实都属于基础软件的框架。

来介绍一下中国方案。AUTOSAR AP在内核层、通讯层、管理平面等等都很好。但重要的是，自动驾驶在哪里？L2的功能在哪里？NOA的功能、L4的功能在哪里？

今天还是谈整体的标准框架。可以看到，当时在定义的时候，硬件平台叫异构平台，再上一层是系统软件，再往上是功能软件。功能软件是2019年提的，这一年多大家用的已经很多了。

在系统软件层，我们定义成内核和中间件，还是以AUTOSAR AP/CP的框架为主。即使从基础软件或者操作系统定义来讲，本身就是跨CPU、跨芯片的单一操作系统。这两天我们也在讨论通信，怎么在CPU内部跨节点、跨芯片，做到实时、兼容拷贝，还能同传，这些是基本的事情，提供了一定的支撑。

再往上走，应用层是自动驾驶功能。所有这些应用，基础软件怎么支撑？这是我们所定义的功能软件。我们分三块：数据抽象、数据流框架、算法库。这些都是为了实现两件事情，第一件事是，怎么样做到高实时和高安全？第二件事是怎么支持软软分离，怎么支持主机厂差异化、定制化、高效开发。L2-L4，同一套基础软件，上面的应用可以移植，硬件平台可以高效平滑切换。在L3-L4，在高速领航和城市领航中怎么实现差异化、定制化的功能？共性的由基础软件来实现，整体上做到高实时、高安全。

谈软件定义绕不开一件事情，所有厂商和供应链助力主机厂赶上、超过特斯拉。特斯拉的法宝说得很多，最近提到OTA。什么是OTA？怎么做到OTA？OTA首先要做到域控下集中式开发，这样才能高效迭代功能。还有一件更重要的事，整体的产品架构一定要分成“硬件——操作系统——应用”的形式。我们都是做软件出身的，软件改了任何一行代码，没有经过完整的测试谁也不敢保证，但是我们有好的分层架构是可以保证的，在基础软件上保证高实时高安全，OTA更新的实际上是应用层，写代码就会有bug，就会crash，但系统质量不能下降。什么来保证？操作系统来保证，基础软件来保证。这也是为什么走向软件定义和智能汽车时代的时代，软件定义一切。基础软件的价值一定是排在第一位，但不是写代码的价值，而是架构的价值，保障系统实时性、高可靠、高效开发的价值。

我最近抛出个观点，我们做自动驾驶的大概被ROS带歪了，因为ROS系统是多节点互相协作的。自动驾驶是个flow系统：感知，数据进来，然后要做融合，然后决策规划，然后控制，它是个流系统。它的实时性和之前不一样，它不是协同系统。

我们经常讲智能网联汽车的变革开始于自动驾驶但不是中止于自动驾驶。自动驾驶从L2、L2+、L3，最后一定会到平缓区，没有方向盘或者说L4离我们还很远，智能汽车发展就停了吗？AUTOSAR也好，基础软件也好，难道只贡献于自动驾驶？当然不是。还是要以自动驾驶为起点，来推动域控架构、“硬件-操作系统-应用”架构、基础软件的架构为应用服务。我们期望AUTOSAR面向自动驾驶、面向域控开发的扩展，面向动力域、底盘域的开发。以后我们底盘控制器也许真的能做到域控和开发，也可以和AUTOSAR结合在一起，这个时候首要还是基础软件，我们关注自动驾驶但绝不是止于自动驾驶。

这个是我们跟AUTOSAR AP的对比。你会发现在系统软件层，还是AUTOSAR AP的很多框架性概念的进一步落地，仍然围绕着ICT角度所看到的内核、中间件。在功能软件层，我们进一步扩展，除了数据流、算法，还有数据安全。

数据安全，中国今年是强标准入，毫无疑问，数据安全的功能实现主要是软件为主，以自动驾驶域为主。但没有AUTOSAR标准，供应商怎么做？怎么理解中国数据安全的准入？怎样让数据安全的功能跟高实时、高可靠的和基础软件结合在一起？这是我们现在已经做的工作。我们跟AUTOSAR讨论，大家也希望进一步共同推进标准。

数据安全的监管是全球范围内的，GDPR也是。好多人问欧洲有GDPR，那车卖到欧洲怎么遵守GDPR呢？在车辆数据方，中国是先行的，对应来讲，我们的产品和标准架构可以输出到国际。

总结一下，在功能软件层，整个实时数据流处理部分，既然谈到了基础软件，谈到操作系统，一定向上有开发界面，和现在的标准接口相类似，只不过它更加强调SOA，面向自动驾驶基础软件提供输出服务。这既是中国的标准也是先行的产业化实践落地。经常有人问我中国方案中国标准，其实我不是很喜欢中国标准这个词，那什么是中国标准和中国方案？应该先用在中国，在中国落地，然后进一步支撑全行业，绝对不是独有的。

这里介绍几个落地案例，今年的百人会论坛，汽车行业最高两个领导不约而同提到自动驾驶汽车的三大技术，操作系统、数据安全以及车云计算。

我们相当于共建主机厂的操作系统。大家在这个产业链上，只要问我们产业链的人，他们都觉得苦，原因在哪里？因为我们不约而同地变成了和客户做竞争。怎么建立新产业链？为什么要提操作系统和应用？应用是主机厂的天下。既使是操作系统、基础软件，也需要主机厂共建。

这是我们和某家主机厂的合作，深蓝的是国汽智控做的，绿的应用开发是主机厂做的。

另一家主机厂自主能力比较强，整体架构相类似，但在基础软件和功能软件部分，主机厂的参与度很高，我们经常和很多主机厂合作，基于国标形成主机厂的车控操作系统，但同样的架构，智控要核心实现，主机厂会根据能力不同有自己的贡献。

第三家主机厂我很欣慰，这是我们头部的自主品牌，做什么？SDV平台。我们的头部主机厂也是真正做自己的车型平台，在车型平台里推SDV的软件架构和实现，这方面某种程度也是先行，智控也参与了，大概是这样的形态。

我们在产业实践中发现，AUTOSAR CP永远是大家不可去掉的部分，我们主机厂能做应用开发，首先来讲，它一定有knowledge，主机厂最大的knowledge一定是控制系统。我们整体的基础软件也好，不是说把AP或者ICT往前发展，仍然是向下兼容。我们在传统控制器特别是安全保底控制器一样保留同样的架构，所有架构都有AP和CP的框架。主机厂落地时仍然是基于CP框架来开发。

最后分享一下扩展，刚才已经提到了数据安全和车云计算，这跟基础软件是强相关的。谈一下数据安全。最大的数据在自动驾驶域，最大的数据处理能力也在自动驾驶域。虽然国家提了数据安全强标准入，各家都在做，实际上我们主机厂问的关键问题是，产品在哪里？其实没有产品，在智控发布会上我们说“发布即落地，落地即领先”，其实是因为没有相类似的产品。因为需要跟自动驾驶的基础软件进行充分耦合和融合，这是跨行业的。

另外一点，自动驾驶域一定会给数据安全监管很好的反馈，比如说感知后、融合后、规划后产生的新数据，所有数据都要做数据安全管理，做监管。回到汽车软件信息安全也包括数据安全来看，但是什么是创新的？防火墙这些都是成熟体系的移植，确切来讲也不是关键的市场。真正的市场一定是基础软件框架服务于自动驾驶的应用时产生的新东西。自动驾驶的数据安全，既是市场急需，也是技术挑战也是架构挑战，也是重要的补充。我相信AUTOSAR一定会在这方面丰富扩展，无论是以什么身份，我们中国也会积极参与，甚至希望能引领。

我想分享一个事情。有没有想过基础软件市场有多大？毛利率有多少？既然谈软件定义，一定有核心价值。我们一定有最大的蓝海市场，一定有最大的毛利率，从哪来？核心价值不是嘴上说的，从商业模式上怎么实现？特斯拉那么高的市值，软件支撑了很大一部分，那我们怎么才能做到？

我原来做相关行业，通过为客户提供订阅服务，通过软件升级、服务更新来获取利润。软件定义不是我们独有也不是新的，硬软一体当中核心价值永远是软件。毛利率也可以做到80%-90%，硬件成本的5-10倍，没问题的。但我们主机厂一定要买单，一定创造更大的价值，软件定义离不开应用，这是我们所有人要考虑的。

最后提一下车路云，这看上去离我们遥远，但其实更近。我们这次CICV年会提到的智路OS，其实就是车控OS的延伸。什么是车路云？我们知道中国市场乘用车每年新车2000万以上，但大家知不知道单价15万人民币以下的占50%，七八万人民币以下的占30%-40%，这些车会做单车智能吗？不会有的。智能化市场就不会覆盖它吗？两三亿的保有量怎么办？软件定义时代，软件更新速度要远远超过硬件，汽车硬件不可能预埋5-10年之后，你花100万买个高端车，三年以后软件升级你可能覆盖不了，那要换硬件吗？不可能，那怎么办？云计算。这也是我们在推动的事情。

这次CICV年会上我们第一次演示了车车协同和车云协同，同样的基础软件运行在单车内，也运行在10公里外的边缘计算机房，也运行在距离20米的另外一辆车上，然后协同计算。通过这样的通信，来扩展单车物理边界。

工信部在提“单车智能、网联赋能”。中国的网联式、中国的路线绝对不只是V2X。仍然是单车智能，但车是虚拟车。物理车加路测传感器加边缘计算的机房，但仍然是虚拟车。什么是虚拟车？硬件能扩展，OS是大一统的基础软件，像云计算一样，物理运用在不同平台，这样才回答了云计算的E/E架构。

最后总结一下，软件定义、基础软件，应该是个激动人心的时代，但我们要把它变成现实，怎么做？要跨行业融合。借鉴其他行业是怎么做的，这样可以进行融合。一定要结合智能汽车，再是要有很多创新，创新体现在中国方案，但其实不是中国独有的，更是来推动全球行业的，也包括AUTOSAR组织。我和荆喆是老朋友，我们和AUTOSAR组织也交往很多，不论是我个人还是我的其他身份，毫无疑问的是和AUTOSAR要保持紧密合作，中国的一定是世界的，世界的中国一定会欢迎。

我就介绍到这些，谢谢大家。