智能网联时代汽车智能座舱操作系统的发展探究

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2024年5月18日发(作者：)

智能网联时代汽车智能座舱操作系统的

发展探究

[摘要]伴随硬软件各项技术持续的进步发展，面对智能网联背景之下，以至

于汽车内部智能座舱各项功能不断增多，推进着内部智能座舱的操作系统持续优

化发展。本文主要以智能网联为时代背景下探讨汽车内部智能座舱的操作系统总

体发展情况，仅供业内参考。

[关键词]汽车；智能网联；操作系统；智能座舱；发展；

前言：

在智能网联时代，各种先进技术成熟度不断提高，汽车的智能座舱得以被研

发并应用开来，引领了汽车科技领域全新发展趋势，智能座舱，其本质上是汽车

的驾驶舱内部人机交互的场景，实现驾驶信息和娱乐信息这两个模块有效集成，

实现海量信息处理，为广大用户提供更具直观、高效且科技感的一种驾驶体验。

而操作系统，从属汽车内部智能座舱重要构成部分，直接关系着其各项功能的实

现。因而，以智能网联为时代背景之下，对汽车内部智能座舱的操作系统与其发

展情况开展综合分析较为必要。

1、关于汽车内部智能座舱的操作系统概述

智能网联背景之下，汽车内部智能座舱的操作系统从广义层面，主要包含着、

系统软件及功能软件、应用算法，详细阐述如下：一是，在硬件平台层面。汽车

内部智能座舱的操作系统，总体硬件架构当中以AI单元及驱动层为主，支持芯

片灵活选型，系统配置具备可拓展性、有着可堆砌性算力；二是，在系统软件层

面。汽车内部智能座舱整个场景定制，属于大规模、复杂性嵌入形式系统运行环

境，内含硬件的抽象层、系统内核、中间层。针对硬件的抽象层，内含

Hypervisor及BSP。BSP内含引导、驱动、文档配置、HAL层。硬件电路和操作

系统的内核间所对应接口层，促使硬件的抽象化得以实现，为整个操作系统来提

供虚拟化硬件平台，确保其能够和硬件有效解耦，且能够移植到多平台当中；针

对系统内核，内核属于操作系统核心部分，用于系统内存及进程管理、驱动程序

及文件管理，还有网络系统管理等，关系着整个操作系统自身性能及其稳定性；

针对中间层，属于应用程序的服务器层，介于应用、操作系统二者之间的一个软

件，提供标准接口就协议，促使程序更具可移植性，包含分布形式实时通信的中

间件、自适应的Auto SAR运行过程当中环境

[1]

；三是，在功能软件层面。针对

功能软件，其内部以智能座舱核心共性的功能模块为主，如功能模块相应算法编

程框架。该功能模块内含智能座舱的通用框架、多模交互、云控平台、网联功能

等各类功能性软件，促使汽车内部智能座舱的操作系统各项功能得以实现；四是，

在应用算法系统软件层面。应用算法系统软件，则是为确保座舱能够实现智能化、

自动驾驶、HMI交互等各项功能。

2、探究智能网联背景下汽车内部智能座舱的操作系统总体发展

2.1底层软件层面

智能网联背景下，汽车内部智能座舱各项功能更具复杂性，任务执行层面需

求不断增加，对操作系统提出更高要求。伴随娱乐主机及接口数量不断增加，座

舱软件内部所用操作系统也更具复杂性。QNX、Linux只是集成学术定义层面的通

信协议栈、操作系统。Buntu却是以Linux为基础，增设中间件、桌面环境；同

时，Android系统以Linux为基础，实现对桌面环境、中间件、大量各种应用软

件的有效集成。娱乐主机现今主流的操作系统，以Android、Linux、QNX为主。

针对Android，它属于Linux发行版本，系统复杂性突出，有着强大功能。

Android，它是Google公司及开放的手机联盟，以Linux为基础所开发出来的一

种操作系统，通常在移动互联设施设备当中应用，国内车载的娱乐系统通常以

Android为基础开发操作系统。Android系统，所具备优势集中表现为灵活、较

强可移植性强、开源等

[2]

。但是，该系统总体安全性及稳定性相对较差，系统所

产生漏洞，极易导致系统有更高风险产生，且技术维护层面有着较高成本，对

Google依赖较大。Android，该系统处于智能网联背景下，凭借丰富性应用生态，

有效引入汽车内部智能座舱，虽然总体安全性及稳定性相对较差，但其凭借着自

身活、较强可移植性强、开源等优势，占据了国内车载娱乐整个系统领域主流；

针对QNX系统，它属于安全实时、嵌入形式、非开源及微内核的一种操作系统。

内核内存≤30kB，驱动程序、应用程序、文件系统、协议栈等运行于内核外，受

内存所保护空间之内，组件间可实现相互独立，避免程序的指针错误所致内核故

障。QNX，该系统内核相对较小，且运行速度相对较快，呈微内核独特架构，有

着高安全性及稳定性，比较不易遭受病毒破坏。但QNX属于非开源类型系统，有

着较大的开发难度，且应用生态比较弱。处于智能网联背景下，QNX系统应用至

汽车的智能座舱当中，虽然对于整个操作系统的实时性、安全性及稳定性有着更

为严格要求，但所占使用率仍然较大；针对Linux系统，它属于开源、有着强大

功能的一种操作系统，内核紧凑及高效、开发灵活等特点突出。以Linux为基础

所开发汽车的智能座舱内部操作系统，能够于Linux Kernel相应内核上面实现

中间件、应用软件、桌面环境的有效集成。

2.2在虚拟化及中间件层面

Hypervisor，它属于以硬件的虚拟化为基础一项软件技术，处于物理硬件和

虚拟的客户机当中运行。Hypervisor，可用于操作系统的创建及运行管理各项客

户操作，虚拟化操作系统能够访问底层如外围设备、内存、CPU等硬件资源。针

对各虚拟的客户机使用者而言，已分配硬件可用于本机。此外，Hypervisor可提

供硬件设施设备的共享功能，也就是若干虚拟机能够实现对网络、CPU及存储等

外部设备的共享使用。Hypervisor，现阶段被广泛应用至复杂性嵌入形式的系统

及数据中心当中，对硬件系统实现高效利用及软件总体安全性可起到保证作用。

2.3在感知算法层面

感知算法，它主要涉及声学、视觉、语音、多模交互及融合。语音层面，包

含着单模语音的交互技术、语音识别、回声消除、降噪等；视觉层面，则是以图

像信息及ToF传感装置算法科学技术为基础，促使手势及人脸识别得以实现，对

驾驶员及乘客实施监测，包含着情绪管理及吸烟监测

[3]

。汽车内部智能座舱，它

属于多模交互的一种典型场景，视觉技术以多模技术为基础，伴随摄像头所需数

量不断增加，且分辨率不断提升，致使视觉技术从单帧感知转变成时序感知，并

且，由平面感知转变成了立体建模，再由单模态转变成多模态式学习，由监督学

习转变成了自主学习。语音交互，属于多模态式交互核心，包含着多模及多音区

的定位、消除多模回声及降噪、多模的语音识别及人声分离等各项技术。为确保

人机共驾得以实现，对于算法延迟提出更高要求，势必要将传感装置数量和能力

增强，包含摄像头设置数量及其分辨率、实际运行帧率等等。

3、结语

综上所述，处于智能网联背景之下，我国的汽车内部智能座舱所设操作系统，

其在底层软件、虚拟化及中间件、感知算法各个层面，也在不断引入更多新的技

术，实现对汽车内部智能座舱所设操作系统合理优化，积极推进着汽车内部智能

座舱所设操作系统能够实现进一步的应用发展。

参考文献：

[1]冯远洋,孙锐,王洪艳,等.汽车智能座舱发展现状及未来趋势[J].汽车实

用技术,2021,46(017):611-612.

[2]张梅.国内智能网联汽车操作系统发展现状与前景[J].时代汽车,2021,33

（001）：133-134.

[3]何天翼,徐林浩.智能座舱车载设备之间的共享方法,装置和智能座

舱,CN112769915A[P].2021，18（006）：327-328.

本文标签： 座舱智能汽车系统实现