全球车用操作系统发展现状

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2024年5月18日发(作者：)

业界视点

全球车用操作系统发展现状

文 / 中国汽车技术研究中心有限公司 李鲁苗 周玮

我国车控操作系统起步晚，总体上还处于跟随状态，但在智能驾驶系统和信息娱乐系统上国内外操作系统

差距较小，可以从顶层设计、技术创新、标准检测和推广应用等方面推进自主车用操作系统发展。

能化技术应用和跨链式融合发

展，汽车产业核心技术转向动

力电池、驱动电机、电机控制

器“大三电”，并向软硬解耦

的电子电气架构技术延伸，其

中安全可控的操作系统成为全

新技术生态的重要内容。国家

层面也逐步加强政策引导和支

持，推动车用操作系统自主研

《汽车产业中长期发展规划》

中提出“重点支持传感器、控

制芯片、北斗高精度定位、车

载终端、操作系统等核心技术

月，《关于完善新能源汽车推

广应用财政补贴政策的通知》

中提出“鼓励企业进一步提升

整车安全性、可靠性，研发生

产具有先进底层操作系统、电

子电气架构和智能化网联化特

征的新能源汽车产品”。2020

年10月，《新能源汽车产业发

展规划（2021-2035年）》中明

随着电动化、网联化、智

确了智能化相关的技术方向，

主要包括车规级芯片、车用操

作系统、新型电子电气架构等

关键技术突破。在软件定义汽

车发展趋势下，车用操作系统

地位将尤为重要。

能力和（功能和信息）安全

性；智能驾驶操作系统，主要

面向智能驾驶（域控制器）领

域，要求较高的安全性和可靠

性；车载操作系统，主要面向

信息娱乐和智能座舱（中控系

统），对安全性和可靠性要求

低于车控操作系统和智能驾驶

操作系统。

面向车控和智能驾驶的

AUTOSAR联盟致力于为

国内外车用操作系统发展现状

发和应用推广。2017年4月，

操作系统主要分为两大类：一

是底层操作系统，专指内核，

主要功能包括内存管理、文件

出管理等；二是基于底层操作

系统进行开发，除了内核外，

还包括应用程序框架、运行时

环境等，主要包括定制型操作

汽标委发布的《车用操作系统

标准体系》划分，车用操作系

统按照应用功能细分为三类：

安全车控操作系统，主要面向

车辆动力系统、底盘系统、车

身系统等传统控制领域，要求

极高的实时性、可靠性、计算

按照开发类型划分，车用

AUTOSAR架构及操作系统

管理、CPU调度管理、输入输汽车电子电气架构建立一种开

放式的行业标准，成员包括全

球主流汽车制造商、零部件供

应商、标准软件供应商、开发

工具和服务提供商、半导体供

应商以及高校、研究机构等。

的研发及产业化”。2020年4

系统和ROM型操作系统。根据

目前，AUTOSAR已成为全球

主流的车载电子系统标准软

件架构，根据产业发展需求

已发布了两个平台：一是基

于OSEK/VDX标准的Classic

AUTOSAR平台，定义了安全

车控操作系统的技术规范，以

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表1 主要底层操作系统对比

名称

QNX

Linux

WinCE

开源性

授权使用，按预装车辆台数收费

开源，无授权费用

——

功能安全

ASIL D

——

——

车载信息娱乐系统、数字座舱系统

和驾驶辅助系统平台

目前集中在车载信息娱乐系统，未

来向座舱域、自动驾驶等领域延伸

微软停止更新

主要适用场景主要特征

安全性高、实时性强、稳定性好

兼容性好，应用生态丰富

——

处理控制系统的电子控制单元

用了基于POSIX标准操作系统

（ECU）为主要对象；二是采

的Adaptive AUTOSAR平台，

适应于新的集中式的高性能计

算需求，以自动驾驶和先进驾

驶辅助系统等需要高性能计算

OS是AUTOSAR标准软件架

的ECU为目标。其中，Autosar

构的操作系统，被划分在基础

软件层中的服务层里的系统服

辆的安全车控操作系统，对实

时性、安全性、稳定性要求很

高。国外在安全车控操作系统

方面发展较早，我国企业目前

准的工具进行设计开发。2020

年7月，中国汽车工业协会组织

成立了中国汽车基础软件生态

主要使用Classic AUTOSAR标

务，与OSEK兼容，是面向车

与AUTOSAR标准保持一致。

稳定、开发要求极高的车控操

作系统方面，国内外大部分企

车控操作系统，我国由于起步

晚在车控操作系统上较国外企

业存在一定的差距。

的底层操作系统

综合来看，在高安全、高

力于将开源Linux操作系统推

广至汽车领域。其中，AGL目

前集中在车载信息娱乐系统，

未来将向辅助驾驶、座舱域、

自动驾驶等领域延伸；GENIVI

致力于基于开源的标准车载信

息娱乐平台，基本每半年对车

载信息娱乐系统规范进行更

新。WinCE是微软开发的嵌入

式操作系统，主要应用于车载

主机、车载导航和车载娱乐系

统，已逐步退出汽车操作系统

据汽车嵌入式操作系统市场率

第一，基于Linux内核的OS在

份额。

智能座舱OS市场中占据约20%

底层操作系统研发是一个

市场。目前，QNX凭借优势占

业均基于AUTOSAR开发各自的

面向智能驾驶和信息娱乐

底层操作系统主要包括

QNX、Linux、WinCE等（见

表1）。QNX是遵从POSIX规

范的类UNIX实时操作系统，是

全球第一款达到ASIL D级别的

车载操作系统，主要用于远程

信息处理系统、信息娱乐和导

航等，目前黑莓已开发了车载

信息娱乐系统、数字座舱系统

是定制开发灵活度较强、基于

统，主要用于支持更多应用和

委员会（简称AUTOSEMO）。

有软件架构，开展自动驾驶、

新能源的应用程序接口标准研

究制定，系统软件和测试标准

和驾驶辅助系统平台。Linux

POSIX和UNIX的开源操作系

接口的信息娱乐系统场景。

AGL、GENIVI等协会或联盟致

系统工程，开发难度大、开发

周期较长，需要投入大量的人

力、财力，基本没有企业会全

新开发底层操作系统。目前底

层操作系统主要被国外垄断，

国内主要是基于现有底层操作

系统进行开发。

AUTOSEMO基于AUTOSAR现

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面向智能驾驶和信息娱乐

在电动化、网联化、智能

联网企业、传统自主企业、造

车新势力企业又基于Android

进行定制化改造，推出了专属

汽车操作系统，如百度小度车

载OS、比亚迪DiLink、吉利

Xmart OS等。

鸿蒙系统是华为研发的首

的定制型操作系统个拥有Security（CC EAL 5+）

化汽车产业变革趋势下，科技

公司、传统车企、新造车势力

均积极打造自主研发的定制型

操作系统，主要面向车载信息

辅助系统（ADAS），比如谷

&Safety（ASIL-D）双高认证

核和Lite微内核等多个内核，并

的开源操作系统，具备Linux内

基于此发布了鸿蒙座舱操作系统GKUI、蔚来NIO OS、小鹏

Version是特斯拉基于娱乐系统（IVI）和智能驾驶

歌安卓、大众、特斯拉

AliOS等（见表2、表3）。

HOS、智能驾驶操作系统AOS

容AUTOSAR）三大车载操作系

统。

Linux内核深度改造独立开发的

操作系统，支持信息娱乐系统

技术不断进行优化升级。对于

和驾驶辅助系统，并通过OTA

以及智能车控操作系统VOS（兼

Version、华为鸿蒙、阿里巴巴

Android是谷歌基于Linux

内核开发的开源操作系统，主

要应用在车载信息娱乐系统、

导航领域，在国内车载信息娱

乐系统领域占据主流地位。互

信息安全问题，特斯拉启用

Linux系统中的内核模块

-

安全

过“访问权限控制”来增强操

作系统的安全性。

增强型Linux（SELinux），通

Linux Kernel自主研发的驱动

万物智能的操作系统，主要应用

于智能座舱，通过云服务相关的

模块接入阿里巴巴的生态环境。

和AliOS Lite上进行开源，分步

AliOS是阿里巴巴基于

阿里巴巴相继在AliOS Things

骤实现智能车机操作系统、智能

座舱操作系统、智能整车操作系

统。

谷歌

苹果

大众

丰田

宝马

百度

企业

表2 主要定制型操作系统及选用OS

自研操作系统

Android

Version

（计划）

BMW iDrive

DuerOS

DiLink

NIO OS

GKUI

AliOS

iOS

选用操作系统

Linux

Linux

UNIX

特斯拉

沃尔沃

主要面向车载信息娱乐系统和智

能驾驶辅助系统，国内外操作系

统大都基于Android、Linux和

QNX开发，差距较小。随着华为

鸿蒙系统凭借开源、高安全等特

征不断完善系统生态，自主操作

系统发展优势或将逐步凸显，自

主化发展步伐加快。

综上分析，定制型操作系统

Linux/QNX/VxWorks

Linux（AGL）

Android

Android

QNX、Android

QNX/Android

QNX

QNX

Android

Linux

Linux

Android

Entune、Arene（计划）

阿里巴巴

比亚迪

吉利

蔚来

小鹏

威马

理想

XPILOT OS（智驾）/Xmart OS（座舱）

QNX SDP 7.0

——

我国车用操作系统问题和发展建议

下，车用操作系统地位尤为重

要。但是，当前我国车用操作

在软件定义汽车发展趋势

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表3 部分定制型车用操作系统特征

开源，

开源性名称

Android

Version

Harmony

AliOS

所属公司

谷歌

特斯拉

华为

阿里巴巴

底层OS

Linux

Linux

Linux和Lite等多内核

Linux

主要用途主要特征

丰富的应用生态、较强的可移植性

启动安全增强型Linux

双内核，全球首个拥有双高认证

跨品牌的行业级智能座舱操作系统

无授权费用

特斯拉独用

无授权费用

无授权费用

开源，

开源，

非开源，

信息娱乐系统、导航

信息娱乐系统和

信息娱乐系统、

驾驶辅助系统

分步骤实现智能车机操作系统

智能座舱操作系统

智能整车操作系统

驾驶辅助系统、车控系统

系统发展面临着一些突出问

题：一是关键核心技术仍受制

于人。现有大部分操作系统是

基于QNX、Linux、Android

系统的二次开发，对其内核等

核心技术掌握不足，操作系统

开发所需要的工具链、安全体

系、程序库等主要被国外机构

掌握。二是自主创新能力依然

不足。我国车用操作系统发展

控、自动驾驶关键核心技术研

发，以及软硬件兼容适配等方

面缺乏自主创新能力。三是未

建立可持续的生态体系。由于

国外操作系统已形成了较高的

技术壁垒，自主操作系统很难

快速打开市场，造成系统开发

者、软件开发者和使用者等各

个主体难以有效聚焦，尚未形

成良性循环生态圈。

在“软件定义汽车”时

仍处于初期阶段，在智能车

安全和信息安全，是下一代新

能源汽车的根基。为了保持下

一代新能源汽车竞争优势、建

设汽车强国，发展自主的车用

操作系统已是当务之急，建议

从顶层设计、技术创新、标准

检测、推广应用等方面推进自

主操作系统的发展。

一是加强顶层设计和组织

化关键技术研发领域。

和测试认证。加快建立车用操

作系统标准体系，涵盖接口、

功能软件、信息安全、通信等

标准规范制定。支持第三方机

构开展车用操作系统检测认证

业务，对功能安全、信息安全

等按照安全性、可靠性、稳定

性等多个维度设置不同等级，

引导行业不断调优操作系统性

能、提高信息安全。

三是加快建立行业标准

协调。参照新能源汽车产业发

展部际协调机制，成立中国汽

车操作系统的领导小组，加强

系统软件与整车、芯片等关键

零部件、网络运营商等产业链

各主体协同创新发展，打造完

整的、可持续的产业生态。

环境。对国内有保密要求的关

键应用领域，要求在用车辆采

用拥有源码的自主操作系统。

对搭载自主操作系统的测试车

辆，鼓励地方优先发放测试牌

照。同时，要求在国内使用的

车用操作系统需要在国家相关

主管部门登记备案，保障信息

安全。

四是优化市场推广应用

持。通过核高基、国家重点研

发计划等专项加大技术攻关投

入，并设立车用操作系统基础

软件专项资金或基金等。加强

产业投资引导，鼓励社会资本

重点投向车用操作系统等智能

二是加强技术创新资金支

代，车用操作系统涉及到网络

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