自动驾驶实时操作系统 — QNX Neutrino

QNX是主要针对嵌入式系统市场的基于Unix的实时操作系统（RTOS）。该产品最初是由加拿大的Quantum Software Systems公司于1980年代开发的，后来更名为QNX Software Systems。2010年，QNX被黑莓收购。该公司成功地成为商业上最成功的微内核操作系统平台开发商之一，并用于广泛的领域，包括汽车、移动电话和IoT。

QNX Automotive Hypervisor 2.2

智能手机的开发周期通常以几个月为单位，而汽车行业的开发周期通常是几年。原因之一是车辆的安全性。为了缩短开发时间并降低成本，安全关键的组件与次要的组件开始分开。

2021年2月，黑莓发布了QNX Hypervisor 2.2。基于QNX Neutrino RTOS 7.1，QNX 2.2支持最新的芯片增强功能，用于中断控制、SVE（Scalable Vector Extensions）、加密和增强的安全性，并提供guest启动前的快速启动关键系统服务，以及基于优先级的硬件资源和设备共享等。QNX Hypervisor 2.2还增加了先前QNX Hypervisor发行版提供的广泛的VirtIO共享设备支持，包括添加熵源。

QNX的Hypervisor 2.2通过将不同级别的组件放置在不同的guest操作系统中，实现了分离和隔离。这种分离的另一个好处是可以更容易地建立一个最小的TCB（Trusted Computing base），从而获得并维护安全认证，例如ISO 26262、IEC 61508和IEC62304。QNX hypervisor是QNX Neutrino RTOS的扩展实现。

QNX Neutrino实时操作系统具有以下特点：

•  Type 1 Hypervisor

•  Safety certification pedigree

•  Virtual CPU model

•  Pin to cores or share cores based on priority

•  Adaptive partitioning – Allows for CPU guarantees of guest runtimes

•  64-bit and 32-bit guests: QNX, Linux, Android, RTOS

•  Shared memory with triggering

•  VIRTIO device sharing

•  TAP and peer-to-peer networking with bridging

•  Failure detection and restart of guests

•  Virtual watchdog for guest integrity checking

•  Graphical tools for analysis and debug


QNX Neutrino RTOS 7.1

QNX Neutrino是面向hard RTOS的操作系统。它从1986年开始开发，目标是成为一个模块化的OS，具有核心功能的小微内核，并可以添加用于附加功能的额外模块，包括网络工具和图形界面。微内核主要处理与POSIX兼容的进程之间的消息传递，并允许进行一系列基于优先级的线程处理，从而可以对CPU负载共享进行精细控制，并且可以很好地扩展多个内核和设备。它也可以编译并转移到设备上，增加了对各种嵌入式设备的可移植性。虽然QNX不是专门为自动驾驶系统开发的，但它已被纳入商业和AV研究平台。

QNX软件开发平台7.1的一些最新亮点据称如下：

完整的多级安全性

可配置：最佳安全级别可由系统范围内策略驱动的安全模型指定。

运行时保护：高度安全的系统可以利用安全功能，例如地址空间布局随机化、安全启动、信任链建立、完整性度量、强制性访问控制、路径空间控制、无根执行和异常检测。

安全的软件交付：通过数字签名的软件包交付和软件更新警报启用软件供应链完整性管理。

设计安全

安全认证谱系：用于汽车的ISO 26262 ASIL D，用于工业的IEC 61508 SIL3和用于医疗的IEC 62304。

组件隔离：通过QNX Neutrino RTOS成熟的微内核架构实现的用户应用程序、系统服务和设备驱动程序之间的隔离。

可选的调度算法：基于优先级的偶发和时间触发的确定性算法，可提高系统的灵活性。

确保的CPU分配：线程或进程级别的最小CPU分配。

提高计算能力

高性能：完全支持ARMv7、ARMv8和Intel x86架构的64位和32位。

全面的硬件优化：AMD、英特尔、英伟达、恩智浦/Freescale、高通、瑞萨、三星、德州仪器和赛灵思的 SoC，全面的板级支持包。

GPU集成：ARM、Imagination英特尔、英伟达、高通和Vivante。

黑莓的合作伙伴关系

2019年11月，黑莓和英国初创公司Arrival宣布，Arrival的ADAS和自动驾驶商用车将采用黑莓QNX的技术。该协议包括黑莓的QNX SDP 7.0实时操作系统，作为Arrival商用车平台中ADAS功能的安全基础。

2020年8月，黑莓宣布与小鹏汽车达成合作伙伴关系协议。小鹏的自动驾驶域控制器将采用黑莓QNX操作系统，系统集成商为德赛西威。

2021年1月，黑莓与百度宣布扩大合作伙伴关系，这将帮助OEM在中国推出下一代联网和自动驾驶汽车。百度的高精地图将被整合到黑莓的QNX Neutrino RTOS中。

2021年2月，黑莓宣布与Motional（现代与Aptiv的合资公司）建立合作伙伴关系。黑莓的QNX Black Channel通信技术系统将用于Motional的下一代车辆系统中。QNX系统检测各种潜在的缺陷，包括数据插入、损坏、重复以及无效的消息排序等。