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在智能网联时代，车机操作系统 OS（operating system）按下游应用划分，可以分为车控 OS和座舱 OS两大类：（1）车控 OS：主要负责实现车辆底盘控制、动力系统和自动驾驶，与汽车的行驶决策直接相关；（2）座舱OS：主要为车载信息娱乐服务以及车内人机交互提供控制平台，是汽车实现座舱智能化与多源信息融合的运行环境，不直接参与汽车的行驶决策。
对于车控 OS而言，可分为嵌入式实时操作系统 RTOS 和基于 POSIX标准的操作系统。（1）嵌入式实时操作系统 RTOS：传统车控 ECU中主控芯片MCU装载运行的嵌入式 OS，面向经典车辆控制领域，如动力系统、底盘系统和车身系统等。要求实时程序必须保证在严格的时间限制内响应，特点包括速度快，吞吐量大，代码精简，代码规模小等；（2）基于POSIX标准的操作系统：主要面向智能驾驶系统，主要满足其高通信和低延时的要求。
汽车电控 ECU 必须是高稳定性的嵌入式实时性操作系统，主流的嵌入式实时操作系统都兼容OSEK/VDX和ClassicAUTOSAR这两类汽车电子软件标准。嵌入式实时操作系统具有高可靠性、实时性、交互性以及多路性的优势，系统响应极高，通常在毫秒或者微秒级别，满足了高实时性的要求。目前，主流的嵌入式实时操作系统都兼容OSEK/VDX和ClassicAUTOSAR这两类汽车电子软件标准。
欧洲在上世纪90 年代提出了汽车电子上分布式实时控制系统的开放式系统标准OSEK/VDX。但随着技术、产品、客户需求等的升级，OSEK标准逐渐不能支持新的硬件平台。2003年，宝马、博世、大陆、戴姆勒、通用、福特、标志雪铁龙、丰田、大众9家企业作为核心成员，成立AUTOSAR组织，致力于建立一个标准化平台，独立于硬件的分层软件架构，制定各种车辆应用接口规范和集成标准，AUTOSAR是基于OSEK/VDX发展出来的，但涉及的范围更广。
AUTOSAR 主要包括ClassicPlatformAUTOSAR（CP）和Adaptive PlatformAUTOSAR（AP）两个平台规范：CP AUTOSAR是基于 OSEK/VDX标准的，广泛应用于传统嵌入式ECU中，如发动机控制器、电机控制器、整车控制器、BMS控制器等；APAUTOSAR基于 POSIX，主要应用于自动驾驶等需求高计算能力、高带宽通信、分布式部署的下一代汽车应用领域中。
狭义 OS仅包含内核（如QNX、Linux），广义 OS从下至上包括从 BSP、操作系统内核、中间件及库组件等硬件和上层应用之间的所有程序。
QNX、Linux 是目前常见内核 OS，VxWorks 也有一定应用。随着WinCE 停止更新逐渐退出，OS 内核的格局较为稳定，主要玩家为QNX（Blackberry）、Linux（开源基金会）、VxWorks（风河）。其中Linux 属于非实时操作系统，而QNX和VxWorks属于实时操作系统，WinCE是微软开发的嵌入式操作系统，正在逐步退出汽车操作系统市场。
（1） BlackberryQNX：
QNX是遵从POSIX规范的类UNIX实时操作系统，是全球第一款达到ASILD级别的车载操作系统，优点是稳定性和安全性非常高，QNX依靠其微内核架构实现性能和可靠性的平衡，主要特点有内核小、代码少以及故障影响小，驱动等错误不会导致整个系统都崩溃，通用、沃尔沃、奥迪、上汽等均用QNX作为自动驾驶OS。但缺点是QNX作为非开源系统，兼容性较差，开发难度大，在娱乐系统开发中应用不多，主要是开放性不够，应用生态缺乏。
（2） Linux（Android）
Linux是基于POSIX和UNIX的开源操作系统，可适配更多的应用场景，具有很强的定制开发灵活度，主要用于支持更多应用和接口的信息娱乐系统场景。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。由于其完全开源，基于Linux开发的难度也极大，而且开发周期比较长，这就限制了车机系统进入门槛。
（3） VxWorks：
VxWorks由WindRiver设计开发的嵌入式实时操作系统，以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等领域，VxWorks由 400多个相对独立的目标模块组成，但与Linux相比，VxWorks需要收取高昂的授权费，开发定制成本较高，这限制了其市场占有率的增长。
常见 OS内核对比
资料来源：九章智驾，国信证券经济研究所整理
QNX 、 Linux 是当前车机 OS 内核的首选。根据赛迪顾问的统计， QNX 由于其典型的实时性、低延时、高稳定等特征， 2 021 年 Q NX 市占率达到 4 3%3%，是当前市占份额最高的车机 O S 已应用在包括宝马、奥迪、奔驰等超过 40 个品牌，全球使用了 QNX 的汽车超 1.75 亿辆 Linux （含 Android Linux 版本丰富，经过改造 Linux 内核也将具备实时性功能， 21 年 市占率 35% WinCE 当前 市占率 8%8%，呈现快速下滑态势，未来可能将逐步在市场消失 VxWorks 同时具备实时性及开源特点，但其业务重点一直在复杂工业领域，对于汽车产业投入较少，售价及维修费用极其昂贵，目前仅在部分高端品牌车型上有所尝试。
2021年全球智能座舱操作系统竞争格局
资料来源：赛迪顾问，国信证券经济研究所整理
全球车载操作系统市场格局变化
资料来源：ICVT ank ，国信证券经济研究所整理
QNX+Linux或QNX+Android是当前的主流趋势。
随着智能座舱和智能驾驶的进步，OEM厂商更加关注车机OS。然而，无论是传统OEM 巨头或是造车新势力，从零开始开发操作系统都绝非易事，根据对基础系统的改造程度不同，一般可以分为三类：
（1） 定制型车机OS：在基础 OS的基础上进行深度开发和定制（包括系统内核修改），与Tier1和主机厂一起实现座舱系统平台或自动驾驶系统平台。例如百度车载 OS、大众VW.OS、特斯拉 Version；
（2） ROM型车机 OS：基于Android或 Linux定制开发，无需更改系统内核。海外主机厂多选择基于Linux开发ROM型车机OS，国内自主品牌则主要选择应用生态更好的Android。例如奔驰、宝马、蔚来、小鹏等整车厂的车机系统都属于 ROM 型车机 OS；
（3） 超级汽车APP：并非完整的车机OS，而是手机映射系统，是指集地图、音乐、语音、社交等功能于一体的多功能 APP，满足车主需求。例如百度Carlife、华为 HiCar、苹果CarPlay、谷歌AndroidAuto 等。
不同类型的定制车机系统
资料来源：头豹研究院，国信证券经济研究所整理
QNX+Linux或者是 QNX+Android 是当前智能驾驶 OS+ 智能座舱 OS 的主要选择。当前 QNX 、 Linux （包含 Android ）仍是 OS 底层内核的主要选择，无论是智能驾驶 OS 还是智能座舱 OS 基本都会采用 QNX+Linux 或者是QNX+Android 的组合方式。以 QNX 为代表的实时操作系统 主要用在驾驶 OS上，由于 应用生态上较为薄弱，当前座舱 OS 主流是 Android 以及基于 Linux系统的定制型及 ROM 型系统。
各家OEM所采用的车机OS以及底层内核
资料来源：蔚来、小鹏、理想等公司官网，国信证券经济研究所整理
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原文始发于微信公众号（智能汽车设计）：汽车智能化系统软件分析之—操作系统
