(报告作者/作者:国泰君安证券、李慕华、李雪伟)
01次操作系统正在智能化发展,市场广阔。
汽车操作系统植根于传统汽车电子产品
汽车操作系统正在从传统的汽车电子演变,传统的汽车电子产品可以分为两类。一种是汽车电子控制装置,通过直接向执行器(如电子阀门、继电器开关、执行马达)发送命令来控制车辆的关键部件,如发动机、变速器和动力电池。这种系统通常称为电子。另一类是汽车电子设备,如仪表、娱乐音频、导航系统、HUD等。这些系统不直接参与汽车行驶控制决策,也不影响车辆行驶性能和安全性。通常称为车辆娱乐信息系统(IVI)。
车辆操作系统是汽车操作系统的重要组成部分。
根据《车用操作系统标准体系》,汽车操作系统分为汽车操作系统和车辆操作系统两大类,汽车操作系统主要针对经典车辆控制领域。车辆操作系统主要面向信息娱乐和智能驾驶舱领域。其中汽车控制操作系统分为安全车控制操作系统和智能驾驶操作系统。
汽车OS市场比较成熟,需要扩大国内汽车控制OS空间。
车辆控制操作系统,包括车辆底盘控制、动力系统等,主要负责车身控制,对安全性和实时性要求比较高,系统需要长时间稳定运行,工作日程周期也必须是毫秒级。汽车操作系统主要面向信息娱乐和智能座舱,安全性和稳定性要求低,重点关注生态资源的多样性、服务和应用的多样性,以满足用户个性化需求。
EE体系结构升级促进了操作系统集中化,为软件定义的汽车提供了硬件基础
传统EE体系结构的弊端明显,升级成为必然。现有EE体系结构没有主导主要层融合的主节点,功能升级只能以独立子系统的形式嵌套,体系结构升级是不可避免的。升级包括硬件、软件、通信体系结构三大升级、芯片操作系统中间件应用算法软件数据构建关键技术的闭环。通过硬件资源共享、软件标准化、车辆配置简化、车辆轻量化和功能优化整合,促进了软件定义汽车的落地,提供了丰富而差异化的用户体验。
02非基本操作系统百花齐放
基本操作系统已经稳定,非基本操作系统一片碧海
底层的基本操作系统已经稳定下来,非基本操作系统一片蓝海。根据基本操作系统改造程度,将车载操作系统分为基本操作系统、定制操作系统和ROM型操作系统。超级汽车应用程序不是完全意义上的汽车OS,但现在还分类。
国内首选搭载Android操作系统,国外QNX仍然是主流。
国内更喜欢Android操作系统,国外QNX仍然是主流。国内Android生态环境比较好,开发成本低,国内企业更喜欢Android作为基本操作系统,国内ROM型汽车新势力和第三方服务企业蓬勃发展。(威廉莎士比亚,Northern Exposure(美国电视),成功)国外仍然以QNX为主,ROM哥大多是传统车企。
03次操作系统三大阵营,QNX处于领先地位
下层车辆操作系统三足鼎立
国外供应商QNX(黑莓)、Linux(开源)、Andorid(Google)形成了车辆操作系统的三大阵营,相对稳定。国内基于Android/Alios开发,国外基于AliOS开发。高实时、安全的自动驾驶控制器仍然以Linux/QNX开发为主。基本操作系统开发是系统工程,开发难度大,开发周期长,需要投入大量人力和财力,基本上没有企业新开发的基本操作系统,目前基本操作系统主要被国外垄断,国内主要是在现有基本操作系统的基础上开发。(威廉莎士比亚,操作系统,操作系统,操作系统,操作系统,操作系统,操作系统,操作系统)
四个优点占据领先地位
组件之间互不干涉。QNX Neutrino RTOS微内核将每个应用程序、驱动程序、堆栈和文件系统与内核外部自己的地址空间隔离开来,不会出现故障。
实时性好。QNX中微子RTO旨在扩展最新的ARM和x86多核芯片系统(SoCs),支持不对称多处理和对称多处理(SMP)和绑定多处理。您可以配置时间分区,并且需要额外的流程来访问其他流程的预算中未使用的周期。
很安全。QNX Neutrino实时操作系统的全面分层安全方法使您能够准确地实施所需的安全协议。文件系统可以加密和自我验证。实现AES 256加密和可锁定加密域。安全地记录系统活动。有堆、堆栈和内存保护。实施TPM和TrustZone的安全引导。
容易操作。应用程序界面完全符合POSIX标准,使Linux用户能够快速启动QNX。
AGL的增长势头强劲,Linux开源的优势吸引了很多程序员。
AGL是一个开源操作系统项目,成立于2012年9月,基于Linux内核基础,汽车供应商、零部件供应商和技术供应商共同合作,以加快开发速度和匹配汽车连接。目前有100多个会员单位,包括奔驰、路虎、三菱、斯巴鲁、日产、50种、福特、马自达、捷豹、丰田、本田、松下、英特尔数据、SAMA、英特尔、三星等。
免费开源吸引了很多程序员。1、免费开源,强大的定制开发,更强的灵活性;2、Linux系统广泛的硬件支持。许多程序员通过不断向Linux社区提供代码,Linux拥有非常丰富的设备驱动资源,对主流硬件的支持很好,几乎可以在所有受欢迎的处理器上运行。3、良好的便携性。Linux中95%以上的代码是用C语言编写的,C语言是可移植的,因此Linux系统也是可移植的。
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oogle的支持带领Android飞速发展
Google强大的技术支持。 Google让Android快速流行 。Google丰厚的技术实力,让Android可以迅速 用上谷歌地图、Chrome浏览器等优质服务; Google的互联网身份和强大号召力,让 Android能在短期内吸引到运营商、制造商和 开发者的支持;Google强大的开发能力也保证 了Android有着持续有效的产品迭代,使其不 断完善。(报告来源:未来智库)
04 车载操作系统国外市场蓬勃发展
大众集团斥资打造VW.OS
2018年8月,大众集团宣布将投入35亿欧元召集 5,000名专家为整个产品系列开发一种名“VW.OS” 的新软件操作系统(类似于现在的手机操作系统和其 电子载体中央处理器)。该系统从2020年起在大众品 牌的电动汽车上推出,这些新车拥有一种全新的电子 结构,用于自动驾驶功能。预计2025年所有新车型均 在该软件上运行。
VW.OS 架构围绕QNX、Linux等多种底层操作系统形成
VW.OS 也不是一个“独立的操作系统”,而只 是围绕各种操作系统(QNX、Linux、Android Automotive、Auto-SAR)形成一个架构,决 定性的一步主要是在硬件方面。
在汽车领域占有一席之地,与互联网大企合作共赢
形成生态是操作系统成功的关键。一个操作系统,成功的难度不在于能不能做,而是在于, 能不能形成生态。由于用户量的关系,车企很难形成自己 的生态,即便是大众作为全球最大的车企,每年汽车销量 超1000万辆,但是这个量级对于互联网而言,还是无法 相比。 对于大众的VW.OS而言,因为是大众主导的汽车操作系 统,必然没有科技公司推出的汽车操作系统拥有那么多的 用户基础以及开发者基础。因此与科技公司达成合作是招 揽用户基础和开发者基础的最好方法。大众的解决方案是推ODP,基于云技术将车辆、客户和服 务三者连接在一起。ODP的作用,就是确保了大众汽车生 态系统中的外部合作伙伴,可以与大众汽车的IT架构相连 接。
AAOS通过虚拟化与其他汽车操作系统一起运行
2014年Google就布局汽车领域,并于当年发布车载系统 Android Auto(实际为一款App),用户通过Android Auto可将手机的消息、通话、媒体、导航等应用程序投射 到互联的车机上。 2019年,谷歌发布Android Automotive OS,这是一款 可直接运行在汽车 IVI 系统上的开源操作系统,用户可以 通过GooglePlay下载Google助手、GoogleMap等应用在 汽车上运行,而无需使用Android手机。
通过虚拟化,AAOS的单个或多个实例可以作为客 户机虚拟机与其他汽车操作系统一起运行。 这可通过利用基于开放标准的虚拟化框架(称为 VirtIO)来实现。VirtIO 提供了一个成熟可靠的接 口,可让 AAOS 针对通用虚拟化平台运行,进而 使 AAOS 客户机虚拟机能够在不同的 Hypervisor 系统和/或硬件平台之间移植。
开展合作提升数字服务体验,打造科技感车载操作系统
奥迪与4.screen合作,双方旨在提高未来在车内 的数字服务体验。该解决方案是4.screen标准化接 口的集成,在现有奥迪MIB2、MIB3信息娱乐系统 中可进行体验。值得注意的是,用户拥有绝对的自 主权,可在隐私模式中进行相关设定。
奥迪与腾讯在北京签署合作备忘录。两家公司将打造智能 互联的数字化生态,包括智能座舱、数字化营销和用户运 营等。在此合作备忘录的框架下,奥迪将为中国的奥迪用 户提供量身定制的微信车载版和其它腾讯车载服务应用。
05 国外两大超级APP竞争激烈
CarPlay快速发展融入市场
CarPlay是苹果公司基于QNX底层操作系统为车载系统开发的一项功能, 该功能将iOS设备的界面通过USB或wireless(蓝牙+Wi-Fi)投影显示在 车载屏幕上,可以让驾驶员在车内通过车载屏幕直接方便地使用iOS设 备上的功能。无线carplay的意思是无线连接carplay车载系统的意思。CarPlay是美 国苹果公司发布的车载系统,它可以将用户的iOS设备、iOS使用体验 与汽车仪表盘系统无缝结合。
OAA联盟日益壮大
开源的特性也就意味着更好的兼容性,这也就意味着厂商可以实现更符合自己品 牌的定制套装。 相比较于 Android Auto 只 有 极 少数 消 息 应用 与 CarPlay兼 容, 而 且由 于 Telegram 放弃了对 CarPlay 的支持(Telegram dropping CarPlay support), 这个数字已经缩小。谷歌的成功是基于数据的积累,由于搜索引擎所提供的数据信息具有极高的分析 使用价值,可以说谷歌掌握着每一个人的兴趣点。
06 车载操作系统国内布局已现雏形
国内企业以不同技术路线切入市场
国产操作系统起步较晚,但整体发展势头迅猛,有望在未来成为智能汽车操作系统全球引领者。各大企业主要以 定制型操作系统、ROM型操作系统、或超级APP三种方式切入市场。ROM和超级APP不涉及系统内核修改。
定制型-阿里巴巴AliOS以座舱切入,整体布局清晰
AliOS是阿里巴巴自主研发,基于Linux内核建设的新一代操作系统,以驱动万物智能为目标,可应用于智联网汽 车,为行业提供一站式IoT解决方案,支持多任务处理,具备强大图形、音视频及语音处理能力。
AliOS 2.0系统在五个领域实现了突破性进化。 1. 新感知:对车更全面的感知,覆盖车机、胎压等方面; 基于人脸识别构建FaceID;集成V2X技术,支持车路协同。 2. 新交互:多模态融合智能交互,支持“快捷手势”“语 音+手势”“语音+触摸;支持车内多屏显示与操作。 3. 新应用:提供AR导航服务,虚拟图标与实景融合;基于 数据感知,对驾驶行为与车辆状况实时监测。 4. 新平台:应用开放框架包含智能交互、车应用开发模型、 AI与车辆数据;端上机器学习推理框架对系统深度优化。 5. 新安全:全面提升互联网汽车安全等级,加固用户隐私 及数据安全。
定制型-华为鸿蒙OS专注研发,实现跨终端的全无感互联
鸿蒙是面向全场景微内核的分布式OS,目的是提升操作系统的跨平台能力,包括支持全场景、跨多设备和平台 以及应对低时延和高安全性挑战的能力。鸿蒙自动驾驶OS微内核为我国首个通过ASIL-D认证的OS内核。
2020年8月,华为公布了三大鸿蒙车载OS系统:鸿蒙座舱操作系统HOS,智能车控操作系统VOS,智能驾驶操 作系统AOS,这三大鸿蒙车载系统支持通过跨域集成软件框架Vehicle Stack来控制管理。
报告节选:
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
精选报告来源:【未来智库】。未来智库 – 官方网站
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