汽车行业需要自己的操作系统吗？

先说结论：从技术及商业的层面上，不需要。

自从华为手机被Google禁止使用其安卓生态之后，国内对于自主操作系统的关注就越来越多，许多企业也磨拳擦掌准备大干一番，其中不乏纯ToG的鱼目混珠者。

汽车行业又是其中最为特殊之处，前有Tesla靠智能化一骑绝尘，后有大众搞"vw.os"掀开”软件定义汽车“的时代帷幕，左有博世的一幅”EEA演进图“，右有互联网大军纷纷进入汽车行业”降维打击“。在如此”海陆空宇“一体化的战争体系当中，能兼容并包者极少，不少企业也是头痛医头，脚痛医脚，也盯上了”自主操作系统“这么个”救命稻草“。

此篇文章将用通俗的语言，来解释”操作系统“的概念，以及为什么汽车行业“不需要”自己的操作系统。

声明：笔者个人知识有限，若有错误，请不啻指出。

1. 什么是操作系统？

操作系统是管理计算机硬件的程序，它还为应用程序提供基础，并且充当计算机硬件与计算机用户的中介。---- 《操作系统概念》第七版

随着“操作系统”的概念进入普通大众的视野，使得其形成了“民间”和“学术界”的概念混淆与误解，就像“车厘子”与“樱桃”、“凤梨”与“菠萝”一般，傻傻分不清楚。在此将此概念澄清一下。

上图受《软件定义汽车序列》启发，列举目前常见的操作系统归类：

1 狭义的操作系统：专指内核(kernel)，其直接与硬件打交道，并提供以下功能：内存管理、文件管理、CPU调度管理、输入输出管理等。目前常见的有：Unix, Linux, Windows NT,RTOS类等。其中RTOS的内核一般较为简单，基本都是自主编写，将其归为一类。

2 广义的操作系统：也是通常意义上的操作系统，除了内核外，它还包括包管理器(Package Manager)、应用程序框架(Application framework)、运行时环境(Runtime environment)等。根据内核的类型，其分为Unix家族、Windows家族、Linux家族、RTOS家族等等。其中较为特殊的是Android和iOS，其分别属于Linux和Unix家族，但都对内核进行不小的改动。

3 操作系统的定制化：其对现有的操作系统进行深度的定制化，通常会包含UI界面与框架的更改，有助于形成品牌宣传及统一化。常见于各大手机厂商对Android系统的定制化。

4 框架/中间件：针对某些特定的需求，一些特定的框架/中间件被开发者创建出来，其包含了某一领域的常见特性，以降低应用开发的工作量，提高开发速度。如DuerOS，针对语音识别提供了线上与线下的一套框架，可以让开发者快速开发自己的语音识别程序。ROS，针对机器人行业需要使用大量传感器，但各传感器的数据常常难以互通的痛点，打造了一套低时延/高可靠的数据交互框架，大大降低了机器人软件的开发难度。

综上，只有上述第1类和第2类才算操作系统，其余层次不算。而我国举国上下关注的“自主操作系统”指的也是第1类和第2类。

那么，就到下一个问题了——

2. 开发一个操作系统需要多少投入？

这里将以AliOS为例，讲一讲这个问题。

AliOS是国内目前为止，唯一一个已大规模商用的自主操作系统。其与Android进行对标，已经应用于物联网、智能汽车、手机、平板、电视等设备。截止目前，AliOS家族已经包含以下两类成员：

·  AliOS Things: 用于单片机的嵌入式系统

·  AliOS：分为AliOS Lite及AliOS for Car两个分支。其中AliOS for Car用于智能汽车的智能系统，目前此系统装机量估计已超过100万，上次公布的数据已是2018.11月，60万。

而AliOS从YunOS走到现在也非常之坎坷，从2011年至今，已有9年，以下是其大事记:


以上时间来源于各方媒体报道

这9年间，经各种渠道了解，粗略估计其投入> 60亿人民币。可参考其人力投入：

·  2010~2017：约1000人左右规模

·  2017至今：约500人左右规模

因此，开发一个新的操作系统，需要投入的成本大致>50亿的量级。但是，开发出来之后，如何收回成本？毕竟公司都是需要盈利的。

于是，再下一个问题——

3. 操作系统要怎么样才能成功？

在开发完操作系统后，这个操作系统要如何才能收回成本，业界一般分为三种模式：

·  直接收费模式：依靠操作系统本身收费。收费的样式可以有很多种：席位费、授权费、服务费等等。典型的如Windows、QNX。

·  间接收费模式：操作系统本身免费或不开放，依靠其上的应用生态收费。典型的如Android、iOS等

·  卖设备模式：直接使用自研的操作系统生产设备，靠设备销售赚钱或分成。典型的如Windows的前身MS-DOS、Blackberry OS、iOS、MacOS等。

在现在的时代，每个行业几乎都有成熟的操作系统的情况下，直接走第1种模式显然不现实。所以接下来将介绍第二及第三种模式的代表：Android及iOS。

3.1 Android


Android关键字

Android的三大关键字

·  开源：操作系统所有源代码全部开放，让所有系统开发者皆可贡献，并相互学习，并随时间的推移，让系统维护、升级的成本逐渐降低。

·  标准化：标准化应用接口及行为，让应用开发者编写的程序可使用至所有Android机型，最大化开发者的投入产出比。

·  生态：建立了全新的商业模式。

   应用生态：建立统一的“应用商店”(Google Mobile Services)，使开发者创收更简单。

   硬件生态：无系统授权费，让制造商不再沦为代工厂，并以此在手机上击败Windows。

关于生态，大家对"应用生态"了解的比较多，但我需要强调一下“硬件生态”的重要性。Android的研发公司Google不制造设备，必须依赖各硬件制造商来推广自己的操作系统。那么为啥硬件制造商不用Windows Mobile，而用Android呢？因为“免费”，因为各硬件制造商在Windows体系下利润微薄，已经痛苦太久了。

3.2 iOS与Android对比

然后，我们再将iOS引入，与Android作一定的对比：


iOS与Android时间线

从上图可以看到，iOS与Android几乎在同时开始研发及商用，其策略有一定的差异：

·  开源：Android开源，而iOS封闭。从市面上的操作系统来看，一个成功的系统并不一定需要开源，如iOS，Windows等。开源可引入更多系统开发者，但质量管控困难较高。

·  软件硬件一体化：此选择更多的是取决于市场的需求，而非技术。因为软件硬件一体化从技术上明显更佳，其可以简化系统，提高稳定性及性能。但其风险在于，其产品的产品力严重受单个公司的资源与创新能力的制约。

·  Android由于不自研硬件，需要适配市面上几乎所有的硬件，建立了OHA（Open Handset Alliance）。这是一个双赢的联盟：一方面，OHA联盟成员为Android源码做出贡献，使得Android可搭载的硬件非常多样性; 另一方面，因为Android通用性越来越好，帮助OHA联盟成员扩大市场。

·  iOS：由于硬件自研，而无需匹配各种硬件，其系统的复杂度降低很多，也无需建立联盟。

其共同点在于：

·  标准化：其都维护了一套标准化的接口及逻辑，并很好的支持了向后的兼容性。这种“标准化”是指跨设备、跨品牌的标准化，才使得“应用生态”的建立成为可能。

·  应用生态：都建立了一套与开发者共赢的应用生态的过程中，采取了同样的步骤：

1 自行开发应用，使操作系统具备基本可用的功能，以及一部分创新型的功能。如当年的HTC G1上带的商品扫码比价应用，就曾让我眼前一亮。

2 引入第三方应用及应用商店，建立应用分发及开发者分成体系，使操作系统与应用开发者进入一个正反馈的机制。

3.3 小结

结合以上，一个操作系统做出来了还不够，想要获得成功，其核心点还在于建立一个强大的生态（软件+硬件）。



最后，回归主题，汽车行业需要自己的操作系统吗？

4. 汽车行业需要自己的操作系统吗？

这就要从汽车行业的EEA发展阶段讲起了（可参考万字长文 | 讲透整车电子电气架构演进），当前行业内公认的发展趋势是“分布式”->“域集中式”->“中央集中式”，而大部分汽车的EEA形态正从“分布式”过渡至“域集中式”。

4.1 分布式阶段——不需要

各个领域对操作系统的要求不一样，但都可以分别被满足，如：

·  智能座舱域：Android可满足中控大屏需要消费电子级的用户体验，Linux或QNX可满足全液晶仪表要的炫酷感及较低的功能安全需求。RTOS可满足电源管理、网络管理方面的需求。

·  智能驾驶域：RTOS家族(QNX / VxWorks等)可满足智能驾驶所需要的功能安全及实时性要求。而需要高性能计算及AI加速器的感知类需求，同样也可被RTOS满足。

·  整车控制域：RTOS家族即可满足其功能安全及实时性要求。

4.2 域集中式阶段——不需要

在域内融合，已有"Hypervisor"虚拟化技术，将不同的操作系统融合在一起即可。此技术虽然在汽车行业非常新鲜，但在PC行业已极为成熟。以下为QNX Hypervisor示意图：


QNX Hypervisor

4.3 中央集中式——未定

中央集中式的EEA目前大部分还处于概念阶段，还需要进一步的研究与探讨。唯一确定的是最接近于此形态的Telsa Model 3并未采用新的操作系统，而继续使用的是Linux及RTOS。

5. 知识产权问题

看到这里，答案已经很明显了。但很多人心里还是会碰出来一个疑问：要是这些操作系统不让我们用，怎么办？

我们来理一下汽车行业的情况吧：

·  Android被禁止使用：这是做不到的，因为Android是开源的。能被禁止使用的是谷歌移动服务（Google Mobile Service），包含Google Play Store、Google Map、GMail等等。如这次华为被禁止使用GMS，对其国内市场没有影响，因为国内这些服务本来就用不了。但对其国际市场是有非常大影响的。而汽车上的Android，不用GMS这套，所以没有影响。

·  Linux被禁止使用：Linux也是开源的，不可能禁。

·  RTOS被禁止使用：RTOS大部分也是开源的，也禁不了。

所以，对汽车行业来说，操作系统层面的知识产权不是问题。

6. 总结

目前来看，从技术的层面，汽车行业并不需要自己的操作系统。

从商业的层面，也不需要自己的操作系统。因为开发一个新的操作系统，投入可能要超过50亿人民币，而这还是刚开始。操作系统的生态的建立，更需要长期的投入，且一旦失败，之前的投入全部白费。

至于从其他的层面，是否需要，大家就见仁见智吧。