在汽车智能互联化发展浪潮下,汽车开发正从以硬件为中心转向以软件为中心、由开源引领的开发方式。红帽全球副总裁兼车用操作系统和边缘业务总经理Francis Chow接受e-works采访时指出,汽车行业转型不仅要求更新底层技术,更要求重新构建车辆的设计理念,从软件角度全面规划产品。为实现这一目标必须采用以软件为核心的开发模式,并构建一个软件定义的架构,以推动整个转型进程。
图:红帽全球副总裁兼车用操作系统和边缘业务总经理Francis Chow
在他看来,这是汽车行业顺应时代发展和技术进步的必然选择。这一转变将为汽车行业带来更高效、更智能、更安全的产品和服务,推动汽车行业迈向新的发展阶段。
SDV转型:汽车行业的历史性变革
众所周知,传统模式下汽车电子系统的设计一直高度依赖硬件——一辆车通常装有大约 100 到 150 个 ECU,每个 ECU 只负责一个特定功能,如控制车窗、车门或信息娱乐系统。这种设计使得车辆在出厂后难以实现软件更新和功能升级,产品基本保持原状。
随着消费者对智能驾驶体验和持续升级功能的需求日益增长,汽车行业经历着从硬件为中心向软件为中心转变,汽车设计往往采用更加集中式的架构。如今,汽车设计不再依赖众多独立的 ECU,而是整合了 2 到 5 台高性能计算单元,每台计算单元可承担多个功能。
图:汽车行业正向软件定义汽车(Software-defined Vehicles)转型
Francis Chow指出,
这就需要一个更先进、更灵活的操作系统来管理硬件,这也是红帽选择进入这一市场的重要原因。Francis Chow说,“凭借软件定义汽车(SDV)架构,车辆即使在量产后也能频繁实现软件更新,并不断引入新功能,就如同智能手机通过定期升级不断进步一样。”
所谓软件定义汽车(SDV),其核心理念是将软件置于汽车设计、开发和运营的中心位置。这使得汽车制造商能够通过软件更新为用户提供新的功能和服务,从而提升用户体验和车辆价值。例如,特斯拉通过软件更新引入自动驾驶功能,极大地改变了人们对汽车功能和价值的认知。这种模式转变的关键在于汽车制造商对软件能力的掌控,以及软件与硬件的深度融合。
Linux:解耦汽车研发对硬件的依赖
在Francis Chow的观察中,过去汽车软件开发只能在硬件样机到位后才启动,而现在业界普遍采用“前移测试”的策略,尽早进行软件测试和开发,通常利用虚拟硬件平台同步开展研发工作,从而不必等待实物样机。然而,即便如此,整个流程依然严重依赖硬件,这一改进仍远未达到理想状态。
Francis Chow指出,“我们主张采用以软件为中心的开发方法,也就是说,从项目启动之初就开始软件开发,与硬件完全解耦。过去,必须先确定硬件架构,再根据硬件开发软件;而现在,我们可以将软件设计抽象出来。
这一转变得益于一个关键技术——Linux。”
借助 Linux,汽车研发能够在不依赖具体硬件的情况下构建软件平台和应用,同时利用 CI/CD 实现持续集成与部署。这样,软件平台与应用可以同步开发,待平台成熟后再选择适配的硬件并投入量产,甚至在后续通过 OTA 更新时更换硬件平台也毫无障碍。
可以说,Linux通过提供统一且稳定的软件平台,使汽车制造商能够在研发初期就开展软件开发工作,而无需等待硬件样机的完成。这种软件与硬件的解耦,不仅缩短了研发周期,还降低了开发成本。
红帽车用操作系统:轻松驾驭未来车辆系统设计
红帽车用操作系统基于开源的Linux内核开发,继承了Linux的开放性和透明性,使得汽车制造商和开发者能够自由访问、修改和定制操作系统,以满足特定需求。开源特性还促进了社区的协作和创新,加速了技术的发展和问题的解决。
此外,红帽车用操作系统在稳定性与可靠性、安全性与合规性、可扩展性与灵活性、丰富的生态系统等诸多方面都具有领先优势。以安全性为例,通过与exida的合作,红帽开发量身定制的功能安全方法,包括计划实现车载操作系统ISO 26262 v2认证,以及即将达到的ASIL B 安全元素认证标准。
Francis Chow告诉记者,未来车辆系统的设计可以归纳为三个阶段:
第一阶段,利用云平台(如 AWS 或 Google Cloud)启动研发,借助开放源码,项目从第一天起便可直接开展;
第二阶段,当软件研发趋于成熟并需要考察硬件限制时,采用 Siemens、Synopsis 或 Caribbean 等公司提供的虚拟平台,持续进行开发与测试;
第三阶段,当软件平台足够稳定后,再选择合适的硬件进行实际测试和部署。而贯穿整个过程的正是一致性的中间层——Linux。
某种程度上来看
,这种统一的一致性中间层(Linux)正是实现软件定义架构的关键所在。过去,不同的 Linux 发行版或 QNX 系统之间往往存在兼容性问题,每次更换硬件时,都需要进行大量调整和修复,因为在某一平台上解决的问题在另一平台上可能无法奏效。而如今,借助 Linux 提供的硬件抽象和统一平台,车企可以构建出在硬件变更时依然保持稳定运行的应用系统。
值得一提的是,在席卷而来的AI浪潮中,全球顶尖的 AI 模型几乎都在 Linux 上开发。Francis Chow说,
未来汽车部署 AI 已成必然,而Linux显然是最佳选择。