電動(dòng)化和智能化一直被看作是汽車產(chǎn)業(yè)升級(jí)的兩大重要方向。尤其是在如今行業(yè)高度競(jìng)爭(zhēng)的情況下，電動(dòng)化和智能化已經(jīng)成為企業(yè)差異化競(jìng)爭(zhēng)的兩大重要“法寶”。和電動(dòng)化技術(shù)不同，智能化技術(shù)更強(qiáng)調(diào)軟件算法以及芯片能力。在實(shí)際工作中，軟件算法和芯片是如何協(xié)同工作的？為了解開這個(gè)問題，NE時(shí)代與黑莓QNX大中華區(qū)首席代表董淵文深入對(duì)話，一同探討QNX是如何助力實(shí)現(xiàn)汽車智能化功能的。
“QNX就像個(gè)橋梁”，董淵文總結(jié)道。
01.
操作系統(tǒng)是橋梁也是基石
由于汽車各廠家方案的不同，汽車智能化技術(shù)也多種多樣。但基本框架其實(shí)是類似的，從下往上依次是芯片、操作系統(tǒng)、中間件、算法和應(yīng)用、數(shù)據(jù)和云共五層結(jié)構(gòu)組成。當(dāng)然，由于各企業(yè)定義不同，這里的操作系統(tǒng)也常被稱之為底軟或者操作系統(tǒng)內(nèi)核，而把其與中間件再統(tǒng)稱為操作系統(tǒng)。盡管叫法存在差異，但作用其實(shí)是一樣的。為了方便理解，我們以下稱其為操作系統(tǒng)。
在上述五層結(jié)構(gòu)中，除硬件和芯片外，其余四個(gè)都是通過軟件來實(shí)現(xiàn)的。操作系統(tǒng)位于整個(gè)架構(gòu)的第二層，向下提供與硬件交互的基本操作和服務(wù)，向上為上層軟件提供所需的運(yùn)行環(huán)境。在實(shí)際工作中，操作系統(tǒng)最基本的功能便是負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)的進(jìn)程、內(nèi)存的分配、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，直接決定著系統(tǒng)的性能，尤其是穩(wěn)定性。對(duì)于不同的域控制器，除了這些基本的作用外，還需要提供一些額外的服務(wù)。比如針對(duì)座艙，為了實(shí)現(xiàn)一顆芯片控制多個(gè)屏幕，需要包括虛擬化技術(shù)在內(nèi)的多項(xiàng)技術(shù)。針對(duì)智駕，則需要滿足極高的功能安全。
QNX便屬于這一層。正是由于操作系統(tǒng)在串聯(lián)芯片和算法過程起到了重要的作用，因此常用“橋梁”和“基石”來形容它的重要性，也是汽車智能化不可或缺的一塊拼圖。
02.
QNX獲勝的關(guān)鍵-產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)&合作策略
根據(jù)多個(gè)數(shù)據(jù)來源統(tǒng)計(jì)，QNX是目前座艙和自動(dòng)駕駛中應(yīng)用最多的操作系統(tǒng)。（根據(jù)IHS統(tǒng)計(jì)，2021年QNX全球市場(chǎng)份額60%。根據(jù)Strategy Analytics統(tǒng)計(jì)，QNX占據(jù)了超90%的市場(chǎng)）。TechInsights統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)也說明了這一點(diǎn)，截止2023年6月，QNX全球裝車量突破2.35億輛。
對(duì)于外界關(guān)心的價(jià)格問題，董淵文回答道，其實(shí)QNX并不貴。以一臺(tái)售價(jià)2萬美元的車型的BOM成本來測(cè)算的話，QNX可能占不到萬分之一的成本，占比非常小。QNX的授權(quán)方式，由三部分組成：。
第一部分，開發(fā)授權(quán)費(fèi)， 這塊是標(biāo)準(zhǔn)化的費(fèi)用即授權(quán)客戶采用QNX開發(fā)環(huán)境、編譯器等進(jìn)行開發(fā)。第二部分，技術(shù)支持費(fèi)用，按需收費(fèi)，第三部分，版權(quán)費(fèi)用，按照實(shí)際出貨的數(shù)量收費(fèi)。
因此從成本組成來看，QNX所占的比例并不高。所以也不存在以價(jià)換量的情況。
為何能取得如此成功?？偨Y(jié)來看，主要是，F(xiàn)unction Safety功能安全和Cybersecurity網(wǎng)絡(luò)信息安全以及良好的可移植性。
從原理上來看，QNX是由微內(nèi)核以及一組協(xié)作的系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)程組成，微內(nèi)核只提供最小化的服務(wù)以及軟件總線供各個(gè)軟件模塊進(jìn)行通信和協(xié)作。由于服務(wù)進(jìn)程與操作系統(tǒng)內(nèi)核是相互隔離的，因此當(dāng)服務(wù)進(jìn)程出現(xiàn)問題時(shí)并不會(huì)影響內(nèi)核，高度的模塊化設(shè)計(jì)也帶了了系統(tǒng)隔離性，進(jìn)一步提升其可靠性，滿足最高等級(jí)的功能安全等級(jí)要求。
與之相對(duì)的Linux是基于宏內(nèi)核的操作系統(tǒng)，在使用時(shí)需要對(duì)內(nèi)核進(jìn)行裁剪，并且難以滿足功能安全要求。正是因?yàn)榇?，寶馬的自動(dòng)輔助項(xiàng)目xPAD在2021年從Linux切換到QNX，目前已經(jīng)大規(guī)模量產(chǎn)。另外，國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛企業(yè)卓馭（原大疆車載）在其介紹中也提到對(duì)操作系統(tǒng)和中間件的要求，即安全隔離、安全加載、確定性調(diào)度、冗余設(shè)計(jì)、通訊的端到端保護(hù)、持久化儲(chǔ)存的端到端保護(hù)和高性能組件以及故障診斷?？梢钥闯銎鋵?duì)操作系統(tǒng)的核心要求依舊是高功能安全性，這也是卓馭選擇QNX作為智駕操作系統(tǒng)的原因。
具體到不同的應(yīng)用領(lǐng)域，座艙和智駕，QNX又有不同的傾向性。
針對(duì)于座艙領(lǐng)域，憑借安全可靠的優(yōu)勢(shì)，QNX首先在液晶儀表中實(shí)現(xiàn)了大量應(yīng)用，積累大量的基礎(chǔ)客戶。后隨著一芯多屏技術(shù)的普及，即一顆芯片驅(qū)動(dòng)座艙內(nèi)多個(gè)屏幕，QNX增加了Hypervisor虛擬化技術(shù)，以此在座艙領(lǐng)域延續(xù)了液晶儀表的優(yōu)勢(shì)地位。據(jù)悉QNX采用基于優(yōu)先級(jí)的虛擬CPU共享模式，每個(gè)虛擬CPU擁有自己的優(yōu)先級(jí)和任務(wù)序列，確保高安全優(yōu)先級(jí)任務(wù)能夠占有更多資源。在滿足功能要求的同時(shí)保證安全性。
另外便是可移植性。因?yàn)镼NX是滿足POSIX PXE54標(biāo)準(zhǔn)的，POSIX標(biāo)準(zhǔn)明確了可以移植的OS接口應(yīng)具備的條件，尤其是與底層的控制機(jī)制等 。因此QNX是可以快速移植到其他域控領(lǐng)域中的，這點(diǎn)對(duì)于下游客戶開發(fā)而言非常友好。
對(duì)于自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，和座艙領(lǐng)域不同的是，其沒有應(yīng)用生態(tài)的部分，因此重點(diǎn)是考慮交互的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定可靠性。QNX天然的安全性具備先天的優(yōu)勢(shì)，加上能夠快速移植，在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域同樣取得了巨大的成功。事實(shí)上，在智駕領(lǐng)域，主要的選擇就是QNX或者Linux。而QNX幾乎占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位。
有了技術(shù)基礎(chǔ)之后，接下來便是產(chǎn)品策略。董淵文介紹到，QNX的每次升級(jí)都和客戶的需求息息相關(guān)，這也是QNX成功另一主要原因。
前文提到，Hypervisor虛擬化技術(shù)是一芯多屏的重要技術(shù)。而QNX之所以在座艙中大獲成功，離不開客戶生態(tài)的建立。早在2017年QNX便與國(guó)內(nèi)頭部整車企業(yè)合作開發(fā)一芯多屏技術(shù)，當(dāng)時(shí)芯片采用的是英特爾。之后又參與了多個(gè)一芯多屏的項(xiàng)目，積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。
此后，QNX在與后續(xù)高通合作的過程中便輕車熟路。并于2018年3月正式發(fā)布了QNX Hypervisor 2.0 虛擬化產(chǎn)品，補(bǔ)充了一芯多屏最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。之后黑莓QNX與高通、安卓一起形成了一個(gè)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)聯(lián)盟，根據(jù)英文首字母組成QQA組合。即高通提供座艙芯片，黑莓QNX提供底層軟件操作系統(tǒng)，安卓則提供整個(gè)應(yīng)用生態(tài)。憑借這種組合，黑莓QNX后來在市場(chǎng)中打敗了之前絕大多數(shù)虛擬化技術(shù)。
在智駕領(lǐng)域同樣如此。英偉達(dá)的DRIVE AV全套協(xié)議棧的底層系統(tǒng)DriveOS中就采用QNX作為底層軟件驅(qū)動(dòng)，通過TUV萊茵ISO26262 ASIL D最高等級(jí)功能安全認(rèn)證。目前QNX已經(jīng)與多家國(guó)內(nèi)頭部的芯片方案公司實(shí)現(xiàn)合作，其中不乏地平線、瑞芯微、紫光展銳、黑芝麻、芯馳等國(guó)內(nèi)芯片公司，產(chǎn)品領(lǐng)域主要涉及座艙和智駕。
03.
未來的方向在哪里
“QNX更多的是客戶導(dǎo)向，嚴(yán)格來說，市場(chǎng)需要的便是QNX升級(jí)的方向” 董淵文總結(jié)道。
QNX大概有5類合作伙伴，分別是整車企業(yè)、一級(jí)零部件企業(yè)、中間件企業(yè)、方案整合企業(yè)和芯片企業(yè)，貫穿了整個(gè)智能化產(chǎn)業(yè)鏈的上下游，合作形式也多種多樣。比如對(duì)于整車企業(yè)，QNX主要提供開發(fā)環(huán)境工具以及版權(quán)授權(quán)，對(duì)于芯片企業(yè)，則提供底層驅(qū)動(dòng)。
也正是因?yàn)閺V泛的客戶合作，使得QNX保持一定獨(dú)立性的同時(shí)能夠精準(zhǔn)判斷未來的趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)針對(duì)性的產(chǎn)品優(yōu)化。
隨著汽車集中式架構(gòu)的發(fā)展，座艙和自動(dòng)駕駛表現(xiàn)出融合的趨勢(shì)，加上芯片企業(yè)的助推，使得艙駕一體逐步成為現(xiàn)實(shí)。最新發(fā)布的QNX SDP 8.0架構(gòu)中一個(gè)重大的升級(jí)便是滿足艙駕一體的需求，與之前版本相比，針對(duì)性能做了大幅度的優(yōu)化，平均提升30%~40%。為了滿足艙駕一體的需求，QNX團(tuán)隊(duì)重新優(yōu)化了操作系統(tǒng)內(nèi)核和開發(fā)工具，能夠適配幾千個(gè)開源軟件項(xiàng)目，減輕客戶部署的難度。
因?yàn)榕擇{一體同時(shí)涉及座艙和智駕相關(guān)的資源部署，軟件的可移植能力就變得非常重要。QNX本身滿足POSIX標(biāo)準(zhǔn)，其易于移植的特性，進(jìn)一步的加快了艙駕一體的速度。
除艙駕一體這一關(guān)鍵特性外，QNX SDP 8.0還針對(duì)適配多核高性能處理器的應(yīng)用做了升級(jí)優(yōu)化。最大程度支持未來集中式電子電氣架構(gòu)的發(fā)展。
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