发展报告5.0 汽车基础软件 AI大模型的开放式软件架构 面向 中国 指导单位: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标委会(AUTOSEMO) 序言 PREFACE 全球汽车产业正面临着能源和智能两大方向转型,这给中国汽车产业带来了由大到强的发展机会。转型的上半场是能源转型,中国汽车产业在全球化竞争中占据了有利地位。与此同时,国内新能源汽车市场竞争也日趋激烈,价格战持续不断。面对竞争更加激烈的下半场,各整车厂虽通过以价换市、加速车型迭代等手段积极应对,但根源上需要抓紧这一轮人工智能等新技术,形成产业革新的有效破局举措。扎根基础技术,需要所有从业者平心静气、耐得住寂寞,在高质量发展的指引下,稳步推进产品技术迭代,助力国家迈进汽车强国。 智能化是汽车产业转型下半场的核心,软件则是智能化的关键,是构建差异化的整车应用和创新汽车业务的核心驱动力。目前,各厂家拼杀愈加激烈,加上市场对自动驾驶、智能座舱和万物互联等个性化需求的快速增长,导致厂家车型迭代、软件开发和集成验证的复杂度大幅增加,开发成本居高不下。这里提出一个想法——如果行业内构建出开放性的软件架构作为基础,使得其他应用或扩展都能在这个基础上柔性生长,是否可以解决当前行业问题。对于基础的构建,可以参考乐高模式,即立足模块化设计理念,通过组合标准部件,实现多样化创新。这种通用的行业标准、工具和方法,可以大幅提高开发效率,保证产品质量的稳定性,为厂家赢得时间和资源上的双重优势。 另外,引爆本轮技术革新的核心—人工智能技术正凭借其强大的数据处理、自我学习和主动生成等能力,颠覆整个汽车智能化的发展节奏和开发模式,使汽车软件创新开发的新范式、新思路也层出不穷。在开放式软件架构中,也需要深度融入、挖掘人工智能的能力,为汽车智能化的革新性发展筑牢基础。 国产汽车基础软件方面,开放式软件架构模式近些年发展迅猛,其产品力和质量均有较大提升,市场占有率也持续提高。当然,发展过程中也暴露了产品迭代频繁、研发效率低成本高、行业低水平内卷、商业模式无法闭环等问题。为了在全球汽车产业智能化乃至生态化的竞争中抢占战略制高点,增强中国的汽车软件实力,AUTOSEMO联合主机厂、Tier1、软件、芯片厂商和高校科研院所,编制了《中国汽车基础软件发展报告5.0》,该报告围绕汽车智能化发展趋势下的软件架构,探讨如何在融入AI大模型的情况下,打造安全、可靠、稳定的开放式软件架构,希望可以给整车智能化软件产业链参与者提供有益参考和帮助。 2024年10月13日 CONT目EN录TS 一、面向AI大模型的开放式软件架构概述001 (一)开放式软件架构���������������������������������002 1.开放式架构����������������������������������002 2.工具链������������������������������������003 3.生态属性�����������������������������������003(二)AI大模型������������������������������������004 1.AI大模型分类���������������������������������004 2.汽车行业垂直大模型������������������������������004 3.AI端侧部署����������������������������������006(三)面向AI大模型的开放式软件架构��������������������������006 1.开放式软件架构的中间件����������������������������007 2.开放式软件架构的操作系统底座�������������������������007 3.开放式软件架构的工具链����������������������������008 4.开放式软件架构的生态建设���������������������������008 二、开放式软件架构的应用层009 (一)车端应用������������������������������������0091应用场景������������������������������������009 2AI大模型在车端应用的挑战���������������������������014 3AI大模型在车端应用的演化趋势�������������������������015(二)云端应用������������������������������������0151应用场景������������������������������������015 2AI大模型在云端应用的挑战���������������������������018 3AI大模型在云端应用的演化趋势�������������������������018 三、开放式软件架构的中间件层020 (一)开放式软件架构的中间件����������������������������020 1.面向MCU的标准基础软件����������������������������021 2.面向SoC的标准基础软件����������������������������023 3.车辆基础服务���������������������������������024 4.整车通信总线���������������������������������032 5.整车数据处理框架�������������������������������039 (二)AI大模型与中间件�������������������������������044 1.AI大模型技术对中间件的影响��������������������������044 2.基于大模型的中间件������������������������������045 3.AIAgent基础服务层������������������������������045 4.AI大模型与中间件结合的发展趋势������������������������046 四、开放式软件架构的操作系统底座047 (一)开放式软件架构下的操作系统��������������������������0471软硬一体������������������������������������047 2虚拟化�������������������������������������049 3实时操作系统����������������������������������055 4SafetyLinux����������������������������������058 (二)开放架构下的操作系统安全���������������������������062 1.信息安全�����������������������������������063 2.功能安全�����������������������������������065 (三)人工智能与操作系统������������������������������066 1.AIforOS�����������������������������������066 2.OSforAI�����������������������������������066 3.AIasOS�����������������������������������068 五、开放式软件架构的工具链071 (一)经典工具链����������������������������������071 1.面向MCU的标准基础软件的开发者工具���������������������071 2.面向SOC的标准基础软件的开发者工具����������������������072 3.车辆基础服务的开发者工具���������������������������073 4.整车通信总线的开发者工具���������������������������074 (二)开放的高效开发框架������������������������������075 1.高效开发框架的定义������������������������������076 2.高效开发框架的功能������������������������������077 3.高效开发框架的接口参考����������������������������078 4.高效开发框架的开发方法����������������������������079 (三)AI大模型赋能创新工具链����������������������������080 1.软件工程变革���������������������������������080 2.软件需求开发���������������������������������082 3.软件架构开发���������������������������������083 4.软件代码开发���������������������������������084 5.软件测试�����������������������������������087 六、开放式软件架构的生态建设088 (一)技术生态�����������������������������������088 1.开放式接口的统一�������������������������������088 2.通信协议的统一��������������������������������089 3.开发标准和流程的统一�����������������������������090 4.开源库在汽车开发中的重要性��������������������������090 (二)产业生态�����������������������������������091 1.当前的问题与挑战�������������������������������091 2.破局之道的思考��������������������������������092 七、AI大模型对整车软件发展趋势和技术路线的影响093 (一)发展趋势�����������������������������������093 1.算法、算料、算力与场景����������������������������093 2.整车软件开发方法的变革����������������������������095 (二)技术路线�����������������������������������096 1.基于大模型的新型软件工艺���������������������������096 2.整车软件技术的演进方向����������������������������099 3.趋势下的技术点��������������������������������099 (三)AI大模型应用落地方法�����������������������������100 八、案例介绍102 (一)软件平台�����������������������������������102 (二)中间件������������������������������������102 (三)操作系统�����������������������������������103 (四)信息安全�����������������������������������104 (五)工具链������������������������������������105 主要贡献单位107 一、面向AI大模型的开放式软件架构概述 近年来,人工智能技术的发展进入新阶段,大模