汽车芯片与操作系统协同发展,中国可以向欧洲学习什么,一直在德国整车企业从事汽车智能化相关工作的德国华人汽车工程师协会副会长兼秘书长秦玉学这样解读。
软件和硬件的紧密结合是欧洲乃至全球汽车产业发展的重要趋势,操作系统和芯片构成汽车智能化的数字底座,只有紧密融合才能搭建高效可靠的汽车电子电气架构。欧洲是全球半导体行业的重要发源地,半导体产业的很多巨头都发源于欧洲。欧洲的芯片企业和操作系统企业一直保持着紧密合作的传统,他们和整车企业也保持非常紧密地合作。比如车控方面Vector与英飞凌会共同提前参与整车厂的车型开发项目,提前参与研发适配,优化系统性能和安全性。在智能驾驶和座舱领域,高通和QNX会有紧密的一体化的合作方案。国外业界主要通过提供高性能硬件平台和灵活的操作系统,共同推动汽车智能化发展。
中国建立国产软硬件体系的重要性,以及多种操作系统带来的适配爆炸的巨大困难,所以需要加强平台化、标准化的建设。电子电气架构的数字底座其实就是汽车产业的信创问题,我国要建立国产软硬件体系,用中国的操作系统+中国的芯片打造智能汽车的数字底座,实现自主可控和产业升级。一是提升关键技术的自主性,通过自主研发软硬件可以减少对外部的技术依赖,避免关键时刻受制于人。二是加快汽车产业的转型升级,通过自主研发可以激发国内企业的创新活力,构建完整的国产软硬件产业链,促进上下游企业共同发展,形成产业集群。三是保障汽车产业的产业安全,使用国产软硬件体系可以更好控制数据流向,保护国家和个人的数据安全,构建更加安全可靠的信息系统。
适配带来的挑战。从我国现状来看,多种芯片和多个操作系统造成适配工作量呈指数级增长,适配爆炸成为国产软硬件协同发展的重大阻力。适配爆炸不仅增加了开发成本,而且延长了开发时间,直接影响了汽车制造商的竞争力。因此亟需推动标准化和平台化建设,标准化是解决适配问题的关键,通过制定统一行业标准可以确保不同芯片和操作系统能够遵循相同规范进行开发,不仅减少适配工作量,而且减少定制化开发,从而促进整个行业协同发展。
平台化是指建立一个通用的硬件和软件的架构,不同的组件和系统可以在架构下无缝集成。通过平台化,汽车制造商可以减少对特定系统和特定芯片依赖,降低适配难度。我国汽车操作系统和芯片起步比较晚,自主创新能力不是很足,整车装机率比较低,各企业在开发过程中存在大量基础性的重复工作,造成资源严重浪费,也没有形成合力。开源是一个值得尝试的解决路径。
开源的成功模式可以加快软硬件协同效率,开源项目往往遵循行业标准和最佳实践,开发者可以更容易实现不同系统和组件之间的适配。
开源同时吸引了更多开发者和开发公司参与进去,从而加速适配过程中的技术创新,开源项目也为人才培养和培训提供了更丰富的源代码资源和学习资料,通过参与开源项目,开发者可以学习最新的技术方法,加速软硬件适配。开源社区提供了强大的支持和协作网络,开发者可以利用社区整体力量解决适配问题,获得专业建议。
如何推动开源生态?建议:一是推动构建开源的根社区,大力发展我国自己的根技术和根社区,通过发挥相关机构和组织平台的优势,加强生态建设,开展协同研究,打造更多适应的应用场景,逐步打破技术壁垒,让更多开发者、合作方可以基于开源平台和组件迅速完成国产化。
二是协同探索开源路径,政府提供政策和资金支持,引导企业、学术界协同研究,鼓励企业加强自主研发创新,推动开源技术的创新发展,加强与国际先进水平的交流与合作。
三是政府引导的试点示范,通过政府部门牵头联合实施开源部署试点计划,利用政府采购、税收等优惠政策,促进开源的推广。
四是加速培养开源人才,利用高校、企业、科研机构的合作努力培养更多高素质人才,积极引进国际人才和团队,提高中国开源领域整体的水平。
此外,秦玉学还 简要介绍一下国际主流的汽车芯片企业和汽车操作系统。一是英飞凌,1999年成立于德国,世界著名半导体公司,脱胎于西门子半导体部门,他们以产品可靠性和卓越的质量、创新性著称。二是恩智浦,由飞利浦半导体部门发展而来,总部位于荷兰埃因霍温。三是意法半导体,成立于1987年由意大利SGS微电子公司和法国Thomson半导体公司合并而成。四是德州仪器,这是大名鼎鼎处理器的制造商。
著名的汽车操作系统服务商主要有以下几个。一是VECTOR于1988年在德国斯图加特成立,是国际领先的汽车基础软件企业。二是EB,德国大陆集团的全资子公司,产品服务于汽车基础软件、互联、安全技术、自动驾驶等相关工具。三是QNX系统,开发于20世纪80年代,现在在黑莓旗下,主要跟美国相关芯片制造商保持非常好的合作关系。四是英伟达Drive,主要是基于英伟达的硬件系统开发而成,依托其在图像和人工智能领域的技术积累,打造全栈式智能汽车软硬件平台。
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