QNX董渊文：汽车电子与智能数字座舱发展趋势——基础软件技术

6月27日，励展博览集团及NE时代联合举办的“2019智能座舱暨车载显示与智能交互技术大会”圆满落幕。NE时代特整理演讲嘉宾的现场实录，以飨读者！

演讲人：QNX首席代表董渊文

主题：汽车电子与智能数字座舱发展趋势——基础软件技术

董渊文：谢谢大家！尊敬的各位来宾下午好，首先感谢主办方的邀请，让我们有机会跟大家共享业内的进展。对于黑莓QNX，1980年成立，1999年进入车载电子，去年中美贸易战，在国家的高科技领域缺芯少魂，对于黑莓QNX我们提供以操作系统为核心的基础软件，从1999年到2019年20年间，我们抓住车载电子的每一个热点，在2015年的时候，黑莓宣布累计出货大约六千万台中控娱乐系统。2015-2018年的三年间累计出货六千万台，在今年Q1的时候，黑莓又宣布在2018年-2019年整年出货三千万台中控娱乐，在车载下滑的趋势下，对黑莓QNX来说，我们依旧处在业绩强劲增长的阶段，更多的是依赖于对市场的预判。大概从1999年开始进入做中控娱乐系统，四年前进入全液晶仪表领域，从去年年初开始，我们进入了数字座舱的领域，主要用虚拟化的技术来承载多个不同的子域，搭建实现数字座舱的基础软件开发平台。去年年初到现在，定点大约25个虚拟化座舱的项目。对于黑莓QNX来说，对市场的最新前沿发展的状况还是比较了解的，所以和大家做一个分享。

今年4月份的上海车展长城展台的主题就是，新四化生态乐园。新四化是汽车电子发展的热点和重点。在四个现代化的背后有没有人知道是什么来驱动？是以人工智能为核心的软件技术来驱动。主要是有四点：

首先是标准化的硬件大规模的使用。当年从PC机时代到笔记本电脑，再到手机时代，正是有了标准硬件的大规模使用，所以才会软件的生态慢慢的爆发出来，才会越来越多的有苹果APP商店，安卓商店，各种应用程序使用起来。

从去年年初到现在，我们有二十多个基于虚拟化座舱项目定点此外二十多个项目大约有一半以上项目是基于高通平台，比如高通820A的平台，高通6155，8155的平台使用类似高通平台都有一个特点，不管是哪个Tier1，硬件的设计，基础软件平台都是一样的，所以对于Tier1来说，对于主机厂来说，在硬件上对于平台侧是标准化硬件，没有太多可以做的，所以更多集中于依赖软件上去做更多的开发，提供各种应用及服务。软件来说中控娱乐更多依赖于BAT，百度、腾讯、阿里的生态来做中控娱乐的系统。这是第一点，硬件标准化大规模的应用，给软件提供更多的可能性。

第二，根据知名的统计机构，到2030年为止，在汽车电子和软件方面，要占到主车成本的50%及以上，软件到2030年占到整车成本的30%以上。从去年开始国外的主机厂陆续裁员，但通用汽车、大众、福特、戴姆勒等主机厂裁员的时候也同时在招人。裁的是学机械，学电器的，招的是学软件，学电子的人。国外这些主机厂是在转型当中。大家注意到新闻，大众宣布成为软件驱动的公司，同时软件的比例从现在10%到未来60%，软件在整个比重占比越来越多。

第三，服务越来越重要。软件并不是目的，软件是一个手段，服务才是最终目的。今年洛杉矶展上，沃尔沃没有展示任何概念车，而是各种服务，包括个性化服务，智能收快递服务等这是比较好理解的，因为从去年到今年开始，国际车市都在下滑，在销量减少的情况下，如何通过软件增值服务来提供更多的利润，是国内外主机厂思考的问题。现在的车载系统和手机是非常类似的，苹果手机去年卖两亿台手机，销量比华为、三星都要少，苹果不只是卖这个手机硬件，苹果还有应用程序商店。去年一年，APP营收在400亿美元左右。这个利润率是非常高的。对于车来说也是一样的，虽然车销量是下滑的，我们未来通过软件服务的方式，增加每台车辆的附加值，比如说特斯拉，每一辆model3硬件都是一样的，可以通过卖软件服务获得增值的收益。比如说在特斯拉里面，座椅垫加热也是需要收费的，硬件是一样的，只是软件上使能有垫加热的功能。未来软件只是一个手段，服务是最终的目的，最终越来越多在服务商，很多的主机厂，很多的Tier1，以及各种生态系统，都会这方面做一些努力，通过软件服务，增加每台车的附加值，这是第三点。

第四，对于整个系统，因为越来越多的系统集成在软件上，所以信息安全这方面是越来越重要。车联网从09年开始，在之前车内像封闭的孤岛，09年车联网起来以后，当车连接到网络当中，像电脑一样，电脑不连接网络不会中病毒，只有连接到网络，电脑才会更容易中病毒。09年当车联网诞生的时候，目的是为了安防，加入车联网单元之后反而对整个系统的安全会造成一定隐患，两方面来说也是一个双刃剑。对于整个系统来说，软件比例占的越多，整个系统就越不安全，所以信息安全越来越重要。

这四点来讲，在未来的车载汽车电子里面，人工智能软件驱动力才会越来越重要。

到2030年为止，咨询机构LUX的统计，电子系统以及软件在整车中的占比占到50%以上。现在的车辆正经历，从硬件使能的汽车，到软件使能的汽车，再到软件定义的汽车的变革。这个和手机类似，经历当年手机从硬件使能的大哥大，到软件使能Feature phone功能机，再到软件定义的Smartphone智能手机这样一个转变。现在汽车电子也是在转变当中。我们一直在思考，为什么叫软件定义汽车？有三点：

一是手机和车机不一样，对于手机来讲很多人平均两年要换一台新手机，但对于车机，一辆车基本要开5-7年左右，在这5-7年当中，硬件是不会变的，变的主要是软件。这是第一方面，软件定义汽车。车机硬件需要长期适用，这个时候需要软件上做更多的工作，通过OTA升级加各种各样先进的功能。前一段时间蔚来汽车进行升级，每一辆硬件都是一样的，通过OTA升级的方式，把自动驾驶的功能升级到车里面，这是第一个特点。

二是每辆车的硬件是一样的，通过软件方式，提供各种可以选择的增值服务，例如像Model 3那样可以通过软件的方式增加各种付费功能，这是第二点。

三是随着芯片能力的不断增强，包括英特尔、阿波罗也是我们支持的重要平台，多个项目里大家有密切的合作。随着硬件的芯片能力不断的增强，软件方面有更多种可能，集合这三点，软件定义汽车，软件在整车占比才会越来越重要，软件只是一个手段，而不是目的，目的就是提供基于软件的各种服务。

服务很重要，实现服务的是应用软件，而承载应用软件的是以操作系统为核心的基础软件技术，承载基础软件的是以高集成度多核的高性能硬件平台，摩尔定律也是英特尔创始人提出来的，很多人说摩尔定律过时了，但目前市面上承载先进的数字座舱平台的芯片硬件等，都是基于摩尔定律的影响所诞生的，在价格不变的情况下，每隔18个月集成度提升一倍，性能提升一倍，正因为有摩尔定律的作用，硬件集成度、处理能力大幅提升，市面上才有这么多的数字座舱形式出现。今年年初拉斯维加斯的CES上面，有两大热点，一是数字座舱，二是自动驾驶。这两个热点是贯穿未来两三年当中的所有汽车电子的发展。数字座舱只是ECU融合趋势中的冰山一角，在冰山的下面是车身域控制器、地盘域控制器、新型网关、自动驾驶域控制器等新型汽车电子EE架构。我们和主机厂直接合作的，顺应有ECU融合的趋势，目前一辆豪华车有上百个ECU，但随着时间的推移，芯片集成度提升，原本多个物理ECU所承载的功能可以通过若干个强大域控制器来承载。有人会问未来的汽车电子架构当中，ECU的数量是否减少，我们观察到的现象是ECU的数量不会减少，只会多不会减少。只是在未来，硬件的ECU会被软件虚拟的ECO所取代，并由虚拟机承载运行在若干个按照功能划分的域控制器上。现在和主机厂合作的各种车身域控制器，底盘域控制器，自动驾驶域控制器，新型网关以及大家所看到的数字座舱，上面每一个控制器上面都跑了很多的ECU，原来的硬件物理的ECU变成软件虚拟化承载的ECU。这是一个趋势。

这个趋势之下，数字座舱只是ECU融合的一个开始。数字座舱有很多的优点，一是成本优势。成本优势很多的Tier1都会反对，目前数字座舱的项目的开发费用就比原来分列式的仪表，分列式中控项目贵很多，确实是这样的。因为这是从0-1的过程，随着时间的推移，技术不断的成熟，芯片的单价随着出货量提升，单价会降低，这个成本会慢慢降下来。从去年年初开始，对于黑莓QNX有二十多定点的数字座舱项目，量产时间是在今年年底到2022年之间，在车载汽车电子架构里面，数字座舱会是一个发展方向。同时在今年CES上，有很多的车辆，车内屏很多，都叫数字座舱，但是屏上没有什么内容。它缺少生态，这是数字座舱的初级形态，座舱分成若干类，第一类是数字座舱，0-1过程，第二是智能座舱，第三是智能驾驶座舱，第四是无人驾驶座舱。只有当完全解放双手，解放眼睛以后，数字座舱，智能座舱的形式优势才会完全发挥出来。否则在驾驶的阶段，手不能放，眼睛不能离开视线，没有精力享用车内智能座舱提供的各种丰富的功能，这是一个过程。

二是连接性能的优势。数字座舱更多涉及到多屏互动，中控娱乐和液晶仪表盘有互动，原来的做法是由物理连接，现在的做法是通过一个芯片来做，只有内存拷贝，没有底下通路的损耗，性能非常好。还有一点可以在一定程度上减少车内线束的长度，车内所有线束加起来是4公里，4公里是非常吓人的。别看一辆车，线束4千米的长度，随着新型网关，随着域控制器的大规模的使用，未来一定程度上减少车内线束的长度，使车内的交互更加方便，这个就是第二点，减少车内通信的开销。

三是软件定义汽车。这是我们常说的。智能座舱的形式可以为后续丰富的应用场景提供设计的可能。

看一下智能座舱的历史，从2013年开始，黑莓莓QNX帮捷豹路虎卡宴做的车型，里面引用数字座舱的概念，用NXP IMX6+SMP模式，QNX中控和QNX仪表。优点是运行速度非常快，缺点是中控娱乐不能跑安卓的操作系统，更多的BAT的生态适配在安卓系统上来，所以在2017年推出了异构操作系统。我们在捷豹路虎车型上发布第一代的虚拟化座舱的平台。这个是单机双显，包括仪表，包括中控娱乐。

在今年年初CES上推出第二代的虚拟化平台，我们叫做DCC。这个平台国内已经有若干个主机厂使用了，在今年CES上显示单机四屏的方案，包括黑莓莓QNX全液晶仪表，QNX影音娱乐系统，QNX后视摄像头等等。在中控娱乐可以跑双系统，在中控娱乐的屏上面，边缘区域都是由QNX做渲染，它有一个很大的特点永远不会死机，最高等级安全认证的操作系统。安卓有自己的特点，生态系统非常丰富，所以我们把QNX安卓双系统融合在一起，安卓可以作为应用程序，在QNX控制的中控娱乐系统上作为显示。当中有各种小图标，点开小图标相当于点开安卓的小程序来使用。安卓如果出现问题，只是一个APP死掉，对于用户还能操作这样一个中控娱乐，还能重新对安卓的程序打开，重新使用。

这个是基于QNX异构操作系统的数字座舱软件开发平台，包括QNX群液晶仪表方案，QNX音频等方案，越来越多的主机厂，像保定的主机厂，慈溪主机厂谈到，在数字座舱上集成音频的功能。因为数字芯片非常强大，比如说英特尔、阿波罗芯片等等，不能只是单单中控娱乐数字仪表或者HUD，更多的考虑到把越来越多的域加到数字座舱之上，比如说主动降噪方面，新能源车里必须有车内的声音强化，车外的声音强化，这个完全可以加到主芯片上运行。黑莓QNX是预先考虑到这一套方案，所以整合进来。

在中控娱乐方面是双系统，QNX和安卓双系统，有三个显示区域，可以随意的切换安卓或者QNX，既利用安卓的生态系统，又利用QNX符合功能安全的标准，把这两个优点完美的结合起来。在虚拟化之上跑音频降噪的方案，蓝牙免提出货五千万台，包括主动降噪方案，包括车后台声音强化方案，这个ICC车后台声音强化是大众会使用的一种技术，使用QNX的方案。

这是黑莓QNX基于异构操作系统的虚拟化方案的全景，可以看到最底层是黑莓QNX通过TUV莱茵最高等级功能安全认证ISO 26262 ASIL D的虚拟化，在这之上是通过ISO26262 ASIL D的QNX车规级安全操作系统，同时图形检测，也是通过TUV 莱茵ISO26262 ASIL B的，因为现在全仪表盘上有这样的需要，液晶仪表盘上的安全指示灯需要ISO26262 ASIL B的等级标准，所以黑莓QNX加了这样一套方案，当检测到屏幕上的区域出现显示错误，及时对此区域进行自动修复，确保途径检测部分是符合ISO26262的等级，国内的很多的车型，领克就是搭载这样的技术进行出货。

在安卓下面是做了安全的容器。安卓是不安全的操作系统，虽然生态很丰富，但是很容易被黑科技破解。在安卓之上做了一个容器，如果安卓被破解，把错误不安全限定在可控范围之内，是在虚拟化之上加了这一层。

数字座舱融合有很多的优点，最大的优点是成本优势，连接性能的优势，软件定义汽车，异构操作系统，但是难度也非常大。从多板卡到多系统到现在的单板卡多系统，以及安全性与非安全性的隔离，以及软件系统的复用，这是非常困难的。在这个之上必须靠一个虚拟化的系统。现在和很多的主机厂交流下来，还处在初级形态，只有仪表，只要求仪表和中控，也有要求比较高的是单机五屏的方案，更多的没有把方案整合起来，座舱设计当中越来越关注到关键的点。

对于数字座舱，黑莓QNX主要提供两项技术，一是通过TUV莱茵 ISO26262 AISL D安全等级的操作系统，7.0是去年发布的。故障率在10的负7次方到负8次方，平均无故障时间达到4万年。二是hypervisor，可以跑很多的操作系统，这是数字座舱的关键。

hypervisor的技术在很多年前已经有了，它并不是新诞生的技术，大概在20年前用主机侧的时候，就是虚拟化技术。大家用英特尔芯片的时候打开VVD的芯片，这时英特尔里面有一个加速的单元，虚拟化更多的是需要硬件的支持才能更完全实现更好的性能。十年前在通信核心网越来越多用到hypervisor，在阿里云里面也用到hypervisor的技术，在阿里云更多是用到KVM虚拟机。三年前在通信设备里面用的虚拟化方案。基于虚拟机数字座舱的方案，在前年开始慢慢越来越多。未来随着融合趋势的发展，数字座舱，智能座舱，智能驾驶座舱会越来越多。

这是黑莓hypervisor的虚拟化全景。虚拟化更多的需要硬件的支持。比如说需要ARMV8架构，需要英特尔X86 64位的架构，在图形更多需要GPU的支持，比如说英特尔的GVTG GPU显示单元。安卓如果出问题，不会对整个系统产生任何的影响。

在数字座舱里面有很多的域，每个域有功能安全和生态的需求，对黑莓QNX，每个域都有相应的解决方案，对于数字座舱有全液晶仪表，软件开发平台，我们有三张TUV莱茵的ISO26262 ASIL D的证书，包括操作系统内核，图形显示的子系统以及虚拟化软件平台。

对于中控娱乐来讲，中控娱乐更多用到安卓的操作系统，但是对于车内比如说像控制仪表的小屏，安卓显然是不合适的，因为hypervisor的屏控制空调，车窗的开启，现在更多的会用QNX来做驱动，包括有很多的项目。同时我们也可以在中控娱乐上用QNX、安卓双系统，保证整个系统的稳定性。

高级辅助驾驶，L3以上的高级辅助驾驶，需要通过ISO26262 ASILD的等级，越来越多的需求，我们去做数字座舱的项目，今年开始做自动驾驶的项目。自动驾驶更多的是跟主机厂合作，我们通过ISO26262 ASILD的认证，基于自动驾驶的中间件来保证自动驾驶的顺利的快速开发。还有一个就是经常提到的AUTOSAR的框架。QNX是以服务为导向的产品公司，每个产品都经过国外奔驰、宝马、奥迪项目的考验，在以服务的形式完成之后，QNX提炼出来变成标准产品。

时间有限，快速的过一下，车联网，包括OTA、智能网联汽车等的信息安全方案，黑莓QNX都有全套的体系。对于车联网来说，从2009年开始，自从有了车联网之后，车内就是有一个不安全的因素，容易被黑客破解。举例，2014年曾经有一个黑客破解吉普的事件，当年吉普缴获量140万辆车，损失非常大。。但大家不用担心，看到《速8》的场景，黑客控制汽车，汽车往同一个地方走的场景在目前现实中是不会出现的。现在更多是黑客破解汽车发布到新闻平台上，会引起消费者的恐慌，会被主机厂竞争对手利用，会有经济损失，所以这一块越来越多的是受到主机厂的重视。原来光说不练，现在更多的主机厂会往这方面做更多的投入。

黑莓在这上面有一个加密算法，通过这个算法对数据进行加密，传输加密。功能安全越来越受到主机厂的重视，单纯做中控娱乐，没有安全性的要求，但是现在随着数字座舱出来，数字座舱是有安全域和非安全域，像座舱是需要ASILD，所以把功能安全考虑进去。有两部分，一是主动功能安全，二是被动功能安全，它更多是用安全气囊，或者保险带。主动功能部分是基于视觉、雷达的DMS越来越多的放在数字座舱里面。

数字座舱方面，基础软件方面我们要考虑两点，一是功能安全，二是数据安全，虽然中文是安全，但是英文不一样。功能安全有国际公约标准，ISO26262 ASILB的标准，信息安全推出G3061的标准，现在越来越多的在国际上被认可，慢慢的普及下来。设计数字座舱的时候都要把这两个考虑进去。

黑莓QNX成立于1980年，1999年做车载汽车电子，到现在20年期间，黑莓QNX抓住汽车电子每一个热点方向，中控娱乐平台，全液晶仪表，数字座舱每一个点都被黑莓QNX抓住。从今年开始我们关注热点不再是数字座舱，数字座舱只是其中的冰山一角，更多的是在冰山的下面，叫域控制器，更多的和主机厂合作做新型网关、各种功能域的控制器项目，相信随着时间的推移，有越来越多的项目会被大家所看到。

虽然全世界所有的主机厂，Tier1都是黑莓QNX的客户，但黑莓QNX对我们来说还是一个小公司，更多依赖整个生态的发展，所以就像前同事说到的，车载汽车电子是一个大的金矿，诸位是金矿的淘金者，但对于黑莓QNX来说不是淘金，我们是给各位提供水和工具的，希望有机会，各位有需求可以和我们多联系，希望帮大家在车载汽车电子在走下坡趋势的时候，帮大家出谋划策，为大家做一点规划，让大家在形势好或者不好的时候，都能赚到钱，谢谢大家！

来源：全国能源信息平台