作者 | 北灣南巷
出品 | 汽車電子與軟件
隨著汽車產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的加速，開源軟件正成為推動行業(yè)創(chuàng)新與發(fā)展的核心力量。憑借開放共享、協(xié)同合作和快速迭代的優(yōu)勢，汽車開源軟件在智能駕駛、車載娛樂等多個領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。技術(shù)架構(gòu)上，通過微內(nèi)核設(shè)計、實時操作系統(tǒng)和安全機制等關(guān)鍵技術(shù)，汽車開源軟件實現(xiàn)了高效、穩(wěn)定的系統(tǒng)性能。
然而，隨著快速發(fā)展，開源軟件也面臨安全性、法律合規(guī)和技術(shù)更新等挑戰(zhàn)。展望未來，隨著技術(shù)進步和市場拓展，開源軟件將在推動汽車產(chǎn)業(yè)智能化、網(wǎng)聯(lián)化和電動化的進程中發(fā)揮更加重要的作用。
#01 背景介紹
在全球汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的形勢下，軟件在整車技術(shù)體系中的作用日益增強，已成為推動汽車產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心動力。這不僅體現(xiàn)在軟件對汽車功能、性能的深度整合，還體現(xiàn)在軟件創(chuàng)新對汽車產(chǎn)業(yè)競爭格局的重塑。在這一背景下，開源軟件作為一種新興的開發(fā)與協(xié)作模式，憑借其開放性和靈活性，為汽車行業(yè)注入了創(chuàng)新動能。
開源軟件的核心價值
開源軟件的開放、共享和協(xié)作特性，極大地促進了技術(shù)的迭代與創(chuàng)新。開發(fā)者可以跨越組織和地理邊界，共同參與軟件研發(fā)，使技術(shù)開發(fā)更加高效和透明。在汽車領(lǐng)域，開源平臺的應(yīng)用不僅降低了軟件開發(fā)成本，還提高了協(xié)作效率和軟件的質(zhì)量與穩(wěn)定性。汽車制造商和供應(yīng)商通過開源項目實現(xiàn)了資源的集成和互通，大大提升了開發(fā)速度與市場反應(yīng)能力。
應(yīng)用前景
在智能駕駛、車載娛樂系統(tǒng)、信息安全等領(lǐng)域，開源軟件的應(yīng)用潛力巨大。通過標(biāo)準(zhǔn)化的開源技術(shù)平臺，汽車制造商能夠構(gòu)建高度靈活的技術(shù)架構(gòu)，適應(yīng)市場和技術(shù)的快速變化。例如，開源項目如AUTOSAR和AGL（Automotive Grade Linux）已成為支持未來車輛復(fù)雜系統(tǒng)開發(fā)的重要基礎(chǔ)，推動了車內(nèi)系統(tǒng)的智能化和互聯(lián)化。
技術(shù)與創(chuàng)新生態(tài)
開源軟件不僅帶來了技術(shù)創(chuàng)新，還創(chuàng)造了一個多方協(xié)作的創(chuàng)新生態(tài)。該生態(tài)系統(tǒng)匯集了汽車制造商、零部件供應(yīng)商、科技公司、科研機構(gòu)和開發(fā)者群體，共同推動汽車技術(shù)進步。開源平臺的透明性和共享性為產(chǎn)業(yè)內(nèi)的技術(shù)共享與合作提供了新方式，有助于形成更高效、包容的創(chuàng)新環(huán)境。
在汽車開源軟件領(lǐng)域，國外企業(yè)的研究和實踐起步較早，已構(gòu)建起相對成熟的生態(tài)體系。多家全球知名的汽車制造企業(yè)和科技巨頭，如特斯拉、大眾、谷歌等，積極推動開源軟件的應(yīng)用與發(fā)展。這些行業(yè)領(lǐng)軍者通過開源自身的軟件平臺，不僅展示了其技術(shù)創(chuàng)新實力，也吸引了大量優(yōu)秀的開發(fā)者和合作伙伴，共同推動汽車軟件技術(shù)的進步。
特斯拉的開源實踐
特斯拉憑借其電動汽車技術(shù)和智能駕駛體驗引領(lǐng)全球汽車產(chǎn)業(yè)，并在開源軟件領(lǐng)域同樣展現(xiàn)出開創(chuàng)性的舉措。特斯拉通過開放部分軟件源代碼，特別是在自動駕駛系統(tǒng)和車輛管理方面，鼓勵全球開發(fā)者參與到創(chuàng)新過程中。這種開放策略不僅加速了特斯拉技術(shù)的迭代升級，還形成了廣泛的開發(fā)者生態(tài)，為其智能汽車技術(shù)的發(fā)展注入了源源不斷的活力。
大眾的轉(zhuǎn)型與合作
大眾作為傳統(tǒng)汽車制造業(yè)的代表，同樣在開源軟件的潮流中積極探索轉(zhuǎn)型之路。大眾通過與科技公司、開源社區(qū)的緊密合作，推動了智能駕駛、車載娛樂和車輛信息系統(tǒng)等方面的技術(shù)進步。例如，大眾通過與Linux Foundation及其Automotive Grade Linux（AGL）項目的合作，正在逐步實現(xiàn)開源軟件在量產(chǎn)汽車中的應(yīng)用。這種合作不僅提升了大眾的技術(shù)能力，還加快了其在智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域的創(chuàng)新步伐。
谷歌的技術(shù)引領(lǐng)
谷歌在開源軟件領(lǐng)域的深厚積累，使其在汽車開源軟件中占據(jù)重要地位。谷歌主導(dǎo)的Android Automotive OS，已成為智能網(wǎng)聯(lián)汽車操作系統(tǒng)的重要組成部分，許多汽車制造商都基于這一開源平臺開發(fā)了車載信息娛樂系統(tǒng)。Android Automotive OS的成功應(yīng)用，體現(xiàn)了谷歌通過開源推動汽車行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的強大能力。
相較于國外，國內(nèi)在汽車開源軟件領(lǐng)域的研究起步較晚，但近年來發(fā)展迅猛。國內(nèi)企業(yè)和研究機構(gòu)如普華基礎(chǔ)軟件、中科創(chuàng)達、華為等，紛紛加大研發(fā)投入，積極探索符合中國市場需求的汽車開源軟件應(yīng)用與發(fā)展路徑。
普華基礎(chǔ)軟件的推動
作為國內(nèi)領(lǐng)先的基礎(chǔ)軟件平臺提供商，普華積極參與國內(nèi)外多個開源項目，通過整合和優(yōu)化開源資源，為汽車行業(yè)提供高效、穩(wěn)定的軟件解決方案。他們將在今年10月正式發(fā)布開源版的AUTOSAR-小滿。
華為的戰(zhàn)略布局
華為近年來在汽車開源軟件領(lǐng)域的布局引人注目，推出了如HarmonyOS智能座艙等解決方案，獲得了國內(nèi)外眾多汽車廠商的認可。作為全球領(lǐng)先的通信與信息技術(shù)企業(yè)，華為利用其在硬件、通信、云計算等領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，推動開源軟件在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中的應(yīng)用。HarmonyOS的開源戰(zhàn)略不僅豐富了汽車操作系統(tǒng)的生態(tài)，也為汽車廠商提供了靈活、可擴展的技術(shù)平臺，加快了智能化座艙和智能駕駛的落地。
商業(yè)軟件 VS 開源軟件
商業(yè)軟件與開源軟件之間的競爭與合作是一個復(fù)雜且多維度的現(xiàn)象，它們在軟件行業(yè)中扮演著不同的角色，并且在某些情況下相互對立，在其他情況下則相互促進。
總的來說，商業(yè)軟件與開源軟件之間的競爭和合作是軟件行業(yè)的一個基本特征，它們相互影響、相互促進，共同推動了整個行業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新。
隨著這些領(lǐng)先企業(yè)的積極參與，全球汽車開源生態(tài)正日漸成熟。開源平臺的開放性和靈活性，使各行業(yè)間的協(xié)作更加高效，同時降低了研發(fā)成本，加快了創(chuàng)新步伐。在這一過程中，汽車行業(yè)從以硬件為中心向以軟件驅(qū)動的模式轉(zhuǎn)型，開源軟件成為實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵力量。
#02 汽車開源軟件基礎(chǔ)理論
2.1 汽車開源軟件定義與特點
汽車開源軟件，顧名思義，是專門針對汽車領(lǐng)域開發(fā)并具有開放特性的軟硬件結(jié)合系統(tǒng)，其涵蓋了操作系統(tǒng)、中間件、應(yīng)用軟件等關(guān)鍵組件，為現(xiàn)代汽車的智能化、網(wǎng)聯(lián)化及電動化提供全面解決方案，成為推動汽車產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心技術(shù)支撐。
操作系統(tǒng)：開源軟件的基石
作為汽車軟件的核心，操作系統(tǒng)負責(zé)管理和調(diào)度汽車中的各種硬件資源，確保智能化功能的穩(wěn)定運行。汽車操作系統(tǒng)不僅涵蓋了底層控制，還擴展至車輛傳感器、驅(qū)動器等關(guān)鍵硬件的管理。Automotive Grade Linux (AGL)等開源操作系統(tǒng)，正逐漸成為智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域的技術(shù)基石，幫助汽車制造商快速構(gòu)建靈活且可擴展的車載系統(tǒng)。
中間件：系統(tǒng)互聯(lián)的橋梁
中間件在汽車開源軟件體系中扮演了至關(guān)重要的角色，主要負責(zé)各類軟件組件和系統(tǒng)之間的連接與協(xié)調(diào)。它通過高效的數(shù)據(jù)傳輸和處理，確保不同功能模塊之間的無縫協(xié)作。例如，自動駕駛系統(tǒng)中的感知、決策與控制模塊需要通過中間件實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)交換，提升系統(tǒng)響應(yīng)速度和運行效率。開源中間件的引入為汽車行業(yè)解決了多個供應(yīng)商系統(tǒng)間兼容性問題，有效降低了開發(fā)成本。
應(yīng)用軟件：用戶體驗的核心
應(yīng)用軟件直接面向用戶，提供諸如導(dǎo)航、車載娛樂、智能駕駛等功能，決定了最終的用戶體驗。由于開源軟件具備開放性，開發(fā)者可以自由訪問、修改和優(yōu)化源代碼，使得應(yīng)用軟件的功能更加豐富和個性化。Android Automotive OS是其中的典型代表，它為車載信息娛樂系統(tǒng)提供了靈活的開發(fā)平臺，使得汽車制造商能夠根據(jù)用戶需求定制功能，提供更多創(chuàng)新的用戶體驗。
汽車開源軟件的開放性使得開發(fā)者能夠自由地訪問、使用、修改并分發(fā)源代碼，從而極大加快了技術(shù)迭代速度。通過全球開發(fā)者的協(xié)同合作，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)逐漸統(tǒng)一，推動了整個生態(tài)系統(tǒng)的快速成熟。同時，開源軟件還降低了開發(fā)門檻，使中小企業(yè)和初創(chuàng)公司也能夠參與到汽車軟件創(chuàng)新中，推動整個產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新活力。
2.2 特點
汽車開源軟件具有以下幾個顯著特點：
1.開放共享
汽車開源軟件的核心精神在于開放與共享。通過公開源代碼，開源軟件打破了傳統(tǒng)封閉的軟件開發(fā)模式，使全球開發(fā)者和企業(yè)能夠共同參與到開發(fā)、優(yōu)化和完善過程中。這種開放性降低了軟件開發(fā)的門檻和成本，促使更多的開發(fā)者貢獻技術(shù)資源。與此同時，開放共享的模式有助于推動標(biāo)準(zhǔn)化進程，避免重復(fù)勞動，提高軟件的質(zhì)量和性能。
2.協(xié)同合作
協(xié)同合作是開源軟件的重要特點。在開源環(huán)境下，來自不同背景和專業(yè)領(lǐng)域的開發(fā)者得以跨越地域和行業(yè)限制，協(xié)同為同一項目貢獻力量。這種全球化的合作模式不僅加快了技術(shù)創(chuàng)新，還帶來了多樣化的解決方案，使軟件能夠更加全面地滿足用戶的需求。例如，多個汽車制造商和科技公司共同參與的開源項目，可以利用不同企業(yè)的優(yōu)勢，共同開發(fā)面向智能駕駛、車載娛樂和自動化駕駛的解決方案。
3.快速迭代
由于開放共享和協(xié)同合作的特點，快速迭代成為開源軟件的另一個突出優(yōu)勢。在傳統(tǒng)軟件開發(fā)中，軟件的更新往往由少數(shù)幾家企業(yè)主導(dǎo)，周期較長，且研發(fā)能力受到限制。而在開源模式下，任何開發(fā)者都可以為軟件貢獻新的功能或修復(fù)問題，這顯著加快了軟件的迭代速度和質(zhì)量改進。例如，開源軟件社區(qū)中的開發(fā)者可以迅速響應(yīng)市場需求或技術(shù)變更，確保軟件能夠持續(xù)更新，適應(yīng)汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展。
4.低成本與高靈活性
開源軟件的使用無須支付高昂的許可費用，開發(fā)者可以根據(jù)項目需求自由選擇、修改和分發(fā)源代碼，大幅降低開發(fā)成本。此外，開源軟件提供了高度靈活性，企業(yè)可以根據(jù)自身需求進行二次開發(fā)，打造定制化解決方案，特別適用于快速變化的汽車市場。
5.安全與透明
盡管開源軟件面臨一定的安全挑戰(zhàn)，但其透明性反而促進了更高的安全性。由于代碼是公開的，全球開發(fā)者能夠?qū)彶楹桶l(fā)現(xiàn)潛在漏洞，提升軟件的安全性和可靠性。同時，隨著越來越多的汽車軟件功能直接影響到車輛的安全性能，開源軟件的透明和可追溯性使得開發(fā)者能夠迅速識別和修補問題，提升軟件的安全性。
汽車開源軟件以開放共享、協(xié)同合作、快速迭代為核心特點，正推動汽車產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。在智能駕駛、網(wǎng)聯(lián)化和電動化的潮流中，開源軟件為汽車企業(yè)提供了創(chuàng)新技術(shù)平臺，有助于降低開發(fā)成本、提高開發(fā)效率，并加速新技術(shù)的應(yīng)用。隨著汽車產(chǎn)業(yè)邁向更智能和互聯(lián)的未來，開源軟件將繼續(xù)在推動行業(yè)技術(shù)進步中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
2.3 汽車開源軟件分類
汽車開源軟件根據(jù)功能和應(yīng)用場景的不同，主要可以分為操作系統(tǒng)類、中間件類以及應(yīng)用軟件類。這些類別反映了其在汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電動化等多樣化需求中的廣泛應(yīng)用。
1.操作系統(tǒng)類
操作系統(tǒng)類軟件是汽車開源軟件的基礎(chǔ)和核心，負責(zé)系統(tǒng)資源的調(diào)度、任務(wù)管理和硬件抽象層的處理，為上層應(yīng)用提供一個穩(wěn)定、高效的運行環(huán)境。
Linux 和 Android 是其中的代表：
- Linux 具有高可定制性和靈活性，廣泛應(yīng)用于車載信息娛樂系統(tǒng)（IVI）和高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS），成為汽車制造商的首選操作系統(tǒng)。它的開源特性為開發(fā)者提供了廣泛的技術(shù)支持和社區(qū)資源，有助于快速迭代和功能拓展。
- Android 憑借其豐富的應(yīng)用生態(tài)和用戶體驗優(yōu)勢，在車載導(dǎo)航、多媒體播放等領(lǐng)域取得顯著應(yīng)用，尤其在與移動設(shè)備的無縫互聯(lián)和用戶友好界面上表現(xiàn)突出。
2.中間件類
中間件類軟件位于操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件之間，作為系統(tǒng)各部分的橋梁，提供通用的服務(wù)接口和協(xié)議棧，簡化了應(yīng)用開發(fā)并確保了不同軟件組件之間的互操作性。
- Apache Kafka 等消息隊列中間件，在汽車數(shù)據(jù)的采集、傳輸和處理過程中至關(guān)重要，能夠高效處理實時大數(shù)據(jù)，保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和時效性，尤其在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜性方面表現(xiàn)突出。
- ROS（Robot Operating System） 是開源的機器人操作系統(tǒng)中間件，廣泛應(yīng)用于復(fù)雜的智能駕駛場景中，為自動駕駛汽車提供支持，幫助開發(fā)者簡化傳感器集成、算法開發(fā)和系統(tǒng)控制等方面的工作。
3.應(yīng)用軟件類
應(yīng)用軟件類直接面向用戶，主要開發(fā)針對智能駕駛、車載娛樂、車聯(lián)網(wǎng)等具體應(yīng)用場景的功能。這類軟件的目的是為用戶提供更加智能、便捷的服務(wù)。
- OpenPilot 是一個開源的智能駕駛軟件，它通過集成先進的感知、決策和控制算法，實現(xiàn)車輛自動駕駛功能。用戶能夠在此基礎(chǔ)上進行二次開發(fā)和優(yōu)化，為特定車型或駕駛場景提供定制化自動駕駛解決方案。
- 在車載娛樂領(lǐng)域，像 Spotify 和 Pandora 這樣的開源音樂播放軟件，為用戶提供了車載環(huán)境下的高品質(zhì)音樂體驗，結(jié)合云服務(wù)和個性化推薦，提升了用戶的整體娛樂感受。
不同類型的汽車開源軟件相互配合、協(xié)同工作，形成了一個龐大而復(fù)雜的汽車軟件生態(tài)系統(tǒng)。操作系統(tǒng)類負責(zé)底層架構(gòu)的運行保障，中間件類則為不同軟件組件提供通用接口，應(yīng)用軟件類則面向最終用戶，直接提供服務(wù)。這種多層級的軟件體系結(jié)構(gòu)促進了汽車技術(shù)的不斷創(chuàng)新，推動了智能化、網(wǎng)聯(lián)化和電動化的發(fā)展。
汽車開源軟件的多樣化分類不僅滿足了汽車產(chǎn)業(yè)智能化和互聯(lián)化的技術(shù)需求，還為企業(yè)和開發(fā)者提供了開放的平臺，促進技術(shù)共享與協(xié)作。通過操作系統(tǒng)、中間件和應(yīng)用軟件的有機配合，汽車產(chǎn)業(yè)正在快速向數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為用戶帶來更加智能、便捷的出行體驗。未來，隨著更多企業(yè)和開發(fā)者加入開源社區(qū)，汽車開源軟件將進一步推動行業(yè)技術(shù)進步，成為智能汽車生態(tài)的重要推動力。
