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零念科技:聚焦“智能OS”,开辟破局之路

作者:
文 AO记者 陈秀娟
2023/11/10
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在汽车智能化浪潮下,传统的汽车电子电气架构正在发生根本性的变革:由分布式控制器演变为智能座舱、智能驾驶、底盘等功能更集中、算力更高、迭代效率更高的域控制器,由传统的MCU芯片逐步演变为与高算力的SoC芯片共存。

在变革中,新一代智能汽车操作系统如何紧跟智能汽车的发展浪潮?如何在保持高安全性可靠性的同时,还能满足智能网联的灵活性和拓展性?近日,在与《汽车观察》的交流中,零念科技创始人&CEO柯柱良给出的答案是:从软件角度实现。

 

零念科技创始人&CEO柯柱良

 

中国特色的车载操作系统迫在眉睫

 

虽说成立于2021年的上海零念科技有限公司是一家年轻的公司,但其创始团队成员在智能驾驶领域深耕多年。创始人柯柱良曾在华为技术、德国大众、TTTech任职并担任多项自动驾驶项目的开发工作,并参与主导奥迪zFAS全球第一款L3自动驾驶域控开发。

谈及创办零念科技的初衷,柯柱良坦言:“欧洲在技术的演变上过于保守,整体技术演进的速度明显跟不上中国智能汽车的需求,相比而言,中国的主机厂比较积极,喜欢用一些新的SOA架构,在这样的情况下,我认为,在中国需要一个中国特色的车载智能操作系统。”

据柯柱良介绍,整车EE架构的演进驱动了汽车底层OS的变革。在2002年之前,汽车使用简单轻量嵌入式操作系统,用于实现简单信号处理;之后的15年,汽车经历了一个迅速发展的时期,经典AUTOSAR引入了RTE标准中间通信模型和标准BSW,主要应用于高性能MCU;2017年之后,汽车发展进入OS3阶段,经典AUTOSAR升级为Adaptive AUTOSAR,在OS3软件架构下,软件达到了前所未有的复杂程度,从软件代码行数到接口复杂程度,都呈指数倍增长。在EE架构的不同阶段,智能驾驶系统对底层基础软件的需求存在较大的不同。

 

数据显示,到2030年,汽车操作系统和中间件市场将达到80亿美元市场规模,而中国占据50%以上市场。随着自动驾驶技术的进化,系统与中间件越来越重要。然而中间件的技术壁垒很高,从业人员需具备通信、汽车、软件等跨领域的知识和经验。而目前市场由国外厂商如Vecter、ETAS、EB等巨头垄断,中国面临卡脖子风险。

 

高阶智驾面临三大痛点

 

“整车EE架构上半场是智能化 ,下半场则是安全性和降成本。”柯柱良认为,智能汽车的核心问题,体现在安全性和降本性两方面。2012-2022年,车载计算平台需要满足汽车智能化需求,以泊车功能迭代为例,硬件上引入了域控制器架构、SoC芯片,软件上引入SOA中间件、AI应用算法等。

柯柱良指出,目前大多数用户更关注智能汽车的安全性,而不是其功能性。因此,智能化功能目前只是用户的一种兴趣点,而不是真正的需求点。此外,智能汽车的智能方案成本高昂,不利于进一步推广到用户端。

 

对于未来十年的发展前景,柯柱良表示,整车的EE架构需要充分考虑系统的可靠性、实时性,对不同优先级的信号在EE网络上的冗余备份,确保系统在安全分析上充分考虑到不同的失效可能;同时,EE架构需要综合考虑网络拓扑、通信载体对应不同速率、线束的复杂度、节点的算力等综合成本问题,对于不同的车型,国家需要做不同的成本配比。

谈及行业痛点,柯柱良坦言,在新的EE架构需求下,数据通信面临三大核心痛点:通信网络复杂成本高、数据安全标准尚未统一、SOA通信方式可靠性差。“首先,传统的低速的数据通信如CAN已经日益不能满足智能汽车的数据通信要求,需要引入高速的数据总线,如以太网,GMSL,PCIe等;其次,在新的SOA软件架构下虽然在灵活性,拓展性上有优势,但是无法真正解决汽车的实时性可靠性要求;第三,数据安全是目前在汽车智能网联化提出的新的挑战,防范的重点从数据篡改到防止数据入侵, 黑客攻击等方面。”

针对这些行业痛点问题,零念科技做了针对性产品规划,在推动EE架构演变的同时,保证智能汽车所需要的安全性、可靠性、实时性以及确定性。

 

创建高安全可靠性的操作系统

 

据柯柱良介绍,零念科技从成立之初,整体产品规划是要做一个可落地、可量产的方案,从L2到L3,通过不断地迭代和升维,解决智能驾驶或EE架构的安全性问题,真正帮助车企解决痛点问题。

目前,零念科技已推出PowerD-Comm(确定性通信)、PowerD-Sched(确定性调度)以及SafetyOSS(多核异构系统下安全服务包)等多种产品,主要提供三方面服务:嵌入式系统定制——基于Classic AUTOSAR对MCU/SoC安全岛进行嵌入式系统定制;芯片级安全驱动——为SoC芯片定制安全驱动MCAL和底层安全策略;TSN和时间同步——为TSN芯片提供精确的QoS配置和控制并实现时间同步。

其中,PowerD-Comm主要用于传输关键性信号,它是软硬件一体的解决方案,除了软件,还会利用TSN或TTE等硬件交换芯片,基于时间片分时传输理论构建数据的虚拟传输通道, 可以解决数据流相互干扰和并发传输下带来的传输不稳定,延时丢包等问题,实现不同芯片或控制器之间信号的可靠传输,满足ASIL-D功能安全需求。

PowerD-Sched的主要任务则是对智能驾驶系统的复杂任务进行合理编排,保证各项任务的顺利执行,避免系统资源无序抢夺、重入等问题,增强系统的安全性和确定性。

SafetyOSS在多核异构系统下提供全局的安全服务包:包含心跳检测,硬件健康监测,全局状态管理等。

采访中,柯柱良多次强调,零念科技的产品都是从安全性角度出发,通过构建确定性实时的多核异构软件系统,提供更安全的智能驾驶解决方案。零念科技目前所研发的智能驾驶系统有一套失效安全保护系统,该系统可以在智能驾驶系统出现不确定性、不稳定性、潜在风险时,提供迅速保护措施来满足高级别智能驾驶的安全要求。此外,系统还配备可追溯性的软件“黑匣子”来帮助主机厂和用户定位分析故障原因。

 

“零念科技的确定性实时系统技术来源于航空航天系统,所带来的高安全性和可靠性已经成为了L3自动驾驶的刚需。全流程工具链为用户带来高效敏捷的便利,通过构建自动化闭环开发链路,开发周期降低80%,开发成本降低80%。我们团队曾全程参与了欧洲头部车企全球第一个L3级别自动驾驶域控制器的量产项目。”柯柱良自豪地说道。

据悉,零念科技目前在欧洲、中国拥有5个研发中心,团队中有很多骨干成员来自于行业内顶尖的车企、Tier-1、软件系统公司以及互联网公司,拥有多年欧洲和中国汽车市场上的智能驾驶量产项目经验,这也使得团队具备较强的整体系统落地的工程化能力,能够让软件在资源有限的嵌入式处理器中走得更快、更稳。

“我们致力于做技术的赋能者,提高软件迭代效率,降低汽车厂商在软件开发上的大量财务和人力成本,帮助客户在满足车规要求的前提下,快速实现不同等级智驾平台的开发和部署,缩短产品的上市周期。同时,我们也在积极探索新的技术和模式,以推动智能网联汽车向更高级别的发展。”柯柱良进一步表示。

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