中国汽车基础软件发展白皮书3

中国汽车基础软件 发展白皮书3.0 2022 指导单位：工业和信息化部装备工业一司 工业和信息化部装备工业发展中心发布单位：中国汽车工业协会软件分会 中国汽车基础软件生态委员会(AUTOSEMO) 序言 PREFACE 当前，中国汽车产业正处于由大向强的伟大历史转折进程中，在供给侧和需求侧的双向推动下，汽车产业正由功能时代向智能时代演进，汽车产业新格局正在加速形成。我国汽车产销总量已连续13年位居全球首位，并在“电动化、网联化、智能化”等方面取得了巨大的进步，进一步巩固了我国作为汽车大国的地位。随着我国智能汽车产业的迅猛发展，用户体验驱使OEM不断变革，正经历由“以车为中心”到“以用户为中心”的转型。因此，如何为主机厂赋能、创造汽车产品的新价值，成为行业共同思索的话题。 AUTOSEMO 在此过程中，汽车行业将更加聚焦于智能化和网联化。深化融合创新、提高基础软件应用能力、加快车用操作系统等关键技术攻关和产业化落地已成为中国汽车基础软件发展的重中之重。通过生态搭建能够快速建立汽车产业不断与互联网、道路交通、基础设施等能力融合，实现跨车内各域、跨车云、连接IoT的跨软件平台建设，构建协同运行机制，高效配置基础软件科技力量和创新资源，强化跨领域的协同攻关能力。同时，在智能化、网联化发展过程中加强产业链上下游合作，共建开放生态，使能万物互联，以推动新技术新产品的进一步完善与发展。 2022年9月，全国政协经济委员会副主任、工业和信息化部原部长苗圩在全球新能源与智能网联汽车供应链创新大会上指出，操作系统是比芯片更加迫切和致命的问题，是决定汽车智能化、网联化胜负的关键。在开放前提下要允许多路径并存，为车用操作系统企业预留试错空间，鼓励探索不同技术路线，通过市场检验出最适合的国产操作系统。本年初，工业和信息化部装备工业一司王卫明司长在新闻发布会上指出，需积极应对汽车芯片短缺，组建汽车半导体推广应用工作组，加快推进整车信息安全、软件升级、数据记录等标准的制定，加速产业化进程。因此我们有使命推动电子电气架构的发展，打造本土化的、可大规模应用的自主智能网联汽车车用操作系统，开发应用国产高水平的智能大算力芯片，为OEM赋能，为我国汽车产业贡献力量。行业需要打破传统的封闭式开发模式，通过国团标及创新技术研发建立统一的认识，避免汽车软件领域的“卡脖子”风险，加快推进以中国智能汽车基础软件为核心的生态建设。同时，在行业内加强推广应用，真正打破汽车行业软件垄断，构建自主汽车软件知识产权体系，赋能中国汽车产业，使其真正成为具有全球竞争力的产业。 清华大学教授中国工程院院士 2022年9月18日 前言 本次《中国基础软件白皮书3.0》（下文简称《白皮书3.0》）是继2021年《白皮书1.0》发布之后，在工业信息化部装备一司和装备中心的指导下第三次发布中国汽车基础软件白皮书。 AUTOSEMO 在中国汽车行业发展的关键时期，《白皮书3.0》联合中国汽车芯片产业创新战略联盟以及AUTOSEMO80余家成员单位，根据各家在生态领域积累的经验，结合目前汽车软件产业发展现状，以智能汽车车用基础软件平台为主题，围绕中国汽车基础软件领域中的关键技术和关键标准研究进展进行总结。本书内容涵盖市场发展情况，关键汽车软件技术趋势、关键标准研究情况、汽车软件产业生态发展建议等方面。旨在鼓励行业内的技术交流学习，实现汽车基础软件的应用及传播，并在行业中形成统一的认知。 希望借此书，能和各行业内单位共同探讨基础软件技术发展、生态建设、人才培养等关键问题。旨在承担中国汽车产业变革中的生态发展任务，为将来具有多要素、多维度、多层次的更加错综复杂的汽车产业做出贡献。 ——AUTOSEMO执行办公室 2022年9月 中国汽车基础软件发展白皮书3.0 CONT目EN录TS 第1章智能汽车车用基础软件平台概述 1.1智能汽车车用基础软件平台的定义与分类�����������������������001 1.1.1智能汽车车用基础软件平台定义������������������������001 1.1.2智能汽车车用基础软件开发平台分类����������������������001 1.2智能汽车车用基础软件开发平台的要素������������������������002 1.2.1嵌入式软件���������������������������������002 1.2.2开发方法论���������������������������������003 1.2.3配套工具链���������������������������������003 AUTOSEMO 1.3智能汽车车用基础软件平台发展现状�������������������������004 1.3.1大众VW·OS��������������������������������004 1.3.2丰田Arene·OS�������������������������������005 1.4白皮书内容简介����������������������������������005 第2章智能汽车车用基础软件的内核和中间件 2.1AUTOSARCP����������������������������������007 2.1.1技术形态����������������������������������007 2.1.2技术发展趋势��������������������������������010 2.1.3关键技术解读��������������������������������011 2.1.4典型应用案例��������������������������������014 2.2AUTOSARAP����������������������������������017 2.2.1技术形态����������������������������������017 2.2.2技术发展趋势��������������������������������019 2.2.3关键技术解读��������������������������������021 2.2.4典型应用案例��������������������������������021 2.3操作系统内核�����������������������������������024 2.3.1操作系统内核技术架构����������������������������024 2.3.2技术发展趋势��������������������������������025 2.3.3关键技术解读��������������������������������026 2.3.4典型应用案例��������������������������������037 I 中国汽车基础软件发展白皮书3.0 2.4虚拟化��������������������������������������039 2.4.1技术形态����������������������������������040 2.4.2技术发展趋势��������������������������������041 2.4.3关键技术解读��������������������������������044 2.4.4典型应用案例��������������������������������048 第3章智能汽车车用基础软件平台 3.1基础软件开发平台���������������������������������052 3.1.1基于功能软件的自动驾驶平台�������������������������052 3.1.2基于ASF的生态框架�����������������������������057 3.2基础软件验证平台���������������������������������062 3.2.1验证平台概要��������������������������������062 3.2.2验证平台典型案例������������������������������063 第4章智能汽车车用基础软件平台关联技术 4.1功能安全与基础软件075 4.1.1相关标准介绍��������������������������������075 4.1.2功能安全软件架构������������������������������078 A U T O S E M O 4.1.3内存分区静态分析技术解读��������������������������083 4.1.4工具链的功能安全要求����������������������������084 4.2信息安全与基础软件��������������������������������086 4.2.1相关标准介绍��������������������������������086 4.2.2信息安全软件架构������������������������������089 4.2.3关键技术解读��������������������������������090 4.3数据管理与基础软件��������������������������������094 4.3.1汽车数据智能背景介绍����������������������������094 4.3.2基于边缘计算的嵌入式车端数据管理系统��������������������100 4.3.3数据驱动能力分级������������������������������104 4.4开发模型与基础软件��������������������������������105 4.4.1双态敏捷开发模型������������������������������105 4.4.2自动化编译框架�������������������������������108 4.4.3持续集成持续交付������������������������������111 4.5车载通信技术�����������������������������������115 4.5.1SOME/IP����������������������������������115 4.5.2DDS������������������������������������123 II 中国汽车基础软件发展白皮书3.0 4.6车载芯片技术�����������������������������������126 4.6.1国内本土化芯片发展现况���������������������������126 4.6.2关键硬件技术��������������������������������127 第5章国产基础软件生态介绍 5.1基础软件�������������������������������������135 5.2基础软件平台�����������������������������������136 5.3自动驾驶�������������������������������������137 5.4操作系统�������������������������������������138 5.5车云一体化������������������������������������139 5.6信息安全�������������������������������������139 5.7工具链��������������������������������������140 第6章国产基础软件问题与展望 6.1加快技术发展创新���������������������������������141 AUTOSEMO 6.2完善生态体系