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在過去的2022年，汽車行業(yè)最熱門的話題就是“軟件定義”。實(shí)際上，從電信到醫(yī)療，從工業(yè)制造到交通運(yùn)輸，各行各業(yè)都在向著“硬件標(biāo)準(zhǔn)化+軟件定義”的方向演進(jìn)。
回想手機(jī)行業(yè)，硬件也曾經(jīng)是多種多樣，其中用到的軟件則很少。如今的手機(jī)硬件看上去都差不多只是一塊屏幕，而豐富多彩的功能基本上都是由軟件來實(shí)現(xiàn)的。
汽車產(chǎn)業(yè)也在發(fā)生著手機(jī)歷史上類似的巨大變革，而關(guān)鍵點(diǎn)同樣在于軟件，特別是嵌入式軟件。在全球嵌入式軟件市場(chǎng)，有一家舉足輕重的公司——風(fēng)河。
成立40多年，風(fēng)河如何成長(zhǎng)為全球第一大嵌入式RTOS廠商
1981年，勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室前研究員Jerry Fiddler在加利福尼亞州伯克利市的一個(gè)車庫(kù)里創(chuàng)建了風(fēng)河公司。
1987年風(fēng)河推出了VxWorks，是首個(gè)具有跨計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信能力的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS），VxWorks也是目前應(yīng)用最廣泛的RTOS（實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)），VxWorks平臺(tái)用途廣泛，支持美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的好奇號(hào)漫游車、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、工廠機(jī)器人及其他許多類型的工業(yè)設(shè)備。VxWorks還用在與消費(fèi)者接觸的硬件（比如醫(yī)療設(shè)備）中。
2009年，英特爾以8.84億美元收購(gòu)風(fēng)河，這是英特爾早期業(yè)務(wù)多元化的一部分，目的是為了滿足嵌入式設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的需求。此后，風(fēng)河在英特爾的汽車業(yè)務(wù)板塊也開始扮演重要角色，包括后面奧迪A8等車型量產(chǎn)項(xiàng)目，并且還貢獻(xiàn)了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)VxWorks和英特爾的Helix云基礎(chǔ)架構(gòu)業(yè)務(wù)構(gòu)建。
2018年4月，英特爾把風(fēng)河賣給了私募股權(quán)公司?TPG CapitalLP。
2021年3月，風(fēng)河推出云原生平臺(tái)Wind River Studio，用于關(guān)鍵任務(wù)智能系統(tǒng)的開發(fā)、部署、運(yùn)作和服務(wù)，能夠滿足信息安全性、功能安全性和可靠性等方面特別嚴(yán)苛的要
根據(jù)風(fēng)河的公開信息，2021年，風(fēng)河的營(yíng)收約為4億美元，目前擁有1300名員工，包括1000名技術(shù)人員。
截至到2022年，目前風(fēng)河的軟件涉及全球1700多家客戶的20多億部邊緣設(shè)備，而在其中扮演重要角色的正是Wind River Studio（云原生平臺(tái)），廣泛用于開發(fā)、部署、運(yùn)營(yíng)高可靠性、高安全性的關(guān)鍵任務(wù)智能系統(tǒng)。
成立多年來，風(fēng)河已經(jīng)成為全球第一大嵌入式RTOS廠家，也是全球第一大嵌入式Linux廠家，硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)長(zhǎng)達(dá)30年的霸主，市場(chǎng)占有率超30%，主要收入來自4個(gè)領(lǐng)域，分別是宇航與國(guó)防、工業(yè)與醫(yī)療、電信以及汽車。
在汽車領(lǐng)域，除了自動(dòng)駕駛軟件價(jià)值凸顯，操作系統(tǒng)以及智能座艙系統(tǒng)的軟件價(jià)值也在提升，成為志在智能網(wǎng)聯(lián)電動(dòng)汽車未來的各公司必爭(zhēng)之地。
風(fēng)河如何布局汽車產(chǎn)業(yè)？
風(fēng)河產(chǎn)品包含2個(gè)嵌入式OS平臺(tái)：Linux和VxWorks，基于Eclips支持這兩個(gè)平臺(tái)的開發(fā)工具Workbench、On-ChipDebugging工具產(chǎn)品（即JTAG仿真器）、測(cè)試管理工具和工程服務(wù)。?VxWorks是由支持多核、32/64位嵌入式處理器、內(nèi)存包含和內(nèi)存管理的VxWorks 6.x和VxWorks5.x，Workbench開發(fā)工具（包括多種C/C++編譯器和調(diào)試器），連接組件（USB、IPv4/v6、多種文件系統(tǒng)等），先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和圖像多媒體等模塊組成。除了通用平臺(tái)外，VxWorks還包括支持工業(yè)、網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)療和消費(fèi)電子等的特定平臺(tái)產(chǎn)品。
這些領(lǐng)域的特點(diǎn)是硬件運(yùn)算資源非常弱，與今天的臺(tái)式機(jī)比差距有20-30年，航天器的CPU一般都很弱，最多的是SPARC（可擴(kuò)充處理器架構(gòu)），然后還有PPC/MIPS的，這是因?yàn)樘罩杏休椛?，?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E6%8A%97%E5%B9%B2%E6%89%B0/">抗干擾。主頻一般是10MHz～100MHz，但對(duì)可靠性要求極高，實(shí)時(shí)性要求更高，絕對(duì)硬實(shí)時(shí)，延遲要求是納秒級(jí)。VxWorks是確定性的、基于優(yōu)先級(jí)的搶占式RTOS，具有低延遲和最小抖動(dòng)。而這一特性剛好非常適合汽車領(lǐng)域的需求。VxWorks輕可以松達(dá)到汽車領(lǐng)域最高的ASIL-D級(jí)認(rèn)證，更難得DO-178C A級(jí)認(rèn)證它都過了。針對(duì)汽車領(lǐng)域常用的C++和智能駕駛算法領(lǐng)域最常用的Python兼容性良好，對(duì)車規(guī)級(jí)以太網(wǎng)上層協(xié)議棧TSN標(biāo)準(zhǔn)兼容性良好，對(duì)無人駕駛最常用操作系統(tǒng)ROS 2.0兼容性良好，也兼容自適應(yīng)Autosar。
目前智能汽車針對(duì)安全實(shí)時(shí)性任務(wù)和非安全實(shí)時(shí)性任務(wù)是基于硬件或操作系統(tǒng)分區(qū)的，也就是由CPU基于底層硬件掌控的，對(duì)用戶透明度低。這種方法，隔離程度差，安全性不高，也不夠靈活。風(fēng)河是虛擬機(jī)大師，Helix在飛機(jī)航天系統(tǒng)上也有應(yīng)用，其中就包括中國(guó)的運(yùn)7。?風(fēng)河認(rèn)為服務(wù)導(dǎo)向型即SOA架構(gòu)或者說軟件定義汽車架構(gòu)，應(yīng)該由虛擬機(jī)分區(qū)管理。而這也是風(fēng)河的強(qiáng)項(xiàng)，因?yàn)轱L(fēng)河有Helix虛擬機(jī)平臺(tái)。
據(jù)了解，在汽車領(lǐng)域，風(fēng)河目前的產(chǎn)品包括：Helix虛擬機(jī)平臺(tái)、VxWorks、嵌入式Linux，此外還有STARLING X、以及針對(duì)TSN的車載以太網(wǎng)操作系統(tǒng)。值得一提的是2021年發(fā)布的Wind River Studio，可與其智能車輛架構(gòu)（SVA）平臺(tái)相集成。這是一套用于管理智能車輛軟件的組件和方法。
Wind River Studio是一個(gè)完全基于云的、基于Kubernetes和容器的架構(gòu)，用于大規(guī)模部署和管理分布式邊緣網(wǎng)絡(luò)；同時(shí)，集成的數(shù)據(jù)收集、監(jiān)控和報(bào)告工具，優(yōu)化分布式云網(wǎng)絡(luò)的管理和運(yùn)行。同時(shí)，Studio還提供了一個(gè)DevSecOps環(huán)境來構(gòu)建、測(cè)試和模擬智能系統(tǒng)，以及核心到邊緣的業(yè)務(wù)編排，實(shí)現(xiàn)分布式云網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用服務(wù)的高效管理和自動(dòng)化。Wind River Studio為汽車行業(yè)開發(fā)軟件定義智能系統(tǒng)，并繼續(xù)投資和開發(fā)該平臺(tái)，以服務(wù)電信等其他行業(yè)。這個(gè)平臺(tái)涉及遠(yuǎn)端云計(jì)算、數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)級(jí)安全、5G和AI/ML在內(nèi)的無縫技術(shù)集成，為汽車等行業(yè)提供產(chǎn)品全生命周期的關(guān)鍵任務(wù)智能系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境。
Wind River Studio還是一個(gè)全集成的產(chǎn)品，包括云平臺(tái)技術(shù)，還有云架構(gòu)，最終目標(biāo)是幫助企業(yè)應(yīng)對(duì)剛才所講的各個(gè)場(chǎng)景之下的自動(dòng)化挑戰(zhàn)，同時(shí)還有內(nèi)建的機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析的能力。使用的這一套完整的解決方案，就相當(dāng)于在自己的企業(yè)應(yīng)用環(huán)境里面可以完全掌握自動(dòng)化控制技術(shù)和工具。關(guān)鍵任務(wù)智能系統(tǒng)將是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基石，遍布于交通、電信、航空航天和國(guó)防以及醫(yī)療技術(shù)等各個(gè)行業(yè)。圍繞遠(yuǎn)端邊緣云、5G、AI/ML、實(shí)時(shí)性能、信息安全性、功能安全性和可靠性，這些精密復(fù)雜的系統(tǒng)將產(chǎn)生多種多樣的需求。
在Wind River Studio Linux Service中，風(fēng)河提供以下服務(wù)：
CVE和合規(guī)性掃描
安全性與合規(guī)性分析和修復(fù)
生命周期安全
確保全生命周期性能穩(wěn)定
架構(gòu)和實(shí)施
如果用汽車來做類比的話——上述前兩項(xiàng)服務(wù)類似于安全診斷服務(wù)，以及對(duì)現(xiàn)有漏洞的緩解或修復(fù)；接下來的兩項(xiàng)服務(wù)類似汽車服務(wù)合同，旨在解決項(xiàng)目在未來幾年的部署和支持過程中面臨的生命周期挑戰(zhàn)。通常情況下，部署后會(huì)出現(xiàn)某些困難挑戰(zhàn)和意外升級(jí)成本，需要采取規(guī)范的方法來管理風(fēng)險(xiǎn)和安全漏洞，解決漏洞和合規(guī)性問題。
架構(gòu)和實(shí)施服務(wù)則是幫助客戶從構(gòu)思階段或概念驗(yàn)證階段轉(zhuǎn)向成功的可部署產(chǎn)品，這包括系統(tǒng)架構(gòu)、功能設(shè)計(jì)和集成，以及整個(gè)軟件開發(fā)生命周期(SDLC)的長(zhǎng)期可管理性問題，得到了汽車、工業(yè)、醫(yī)療和航空航天行業(yè)中很多企業(yè)的使用。
當(dāng)然，有些企業(yè)可能想利用NXP、TI或AMD等半導(dǎo)體供應(yīng)商提供的特定于主板的Linux系統(tǒng)，或是建立基于自己Yocto項(xiàng)目的發(fā)行版。但無論如何開發(fā)自己的Linux平臺(tái)，都必須克服一些共同的挑戰(zhàn)，例如減少開源項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，加快應(yīng)用程序部署速度，降低總體擁有成本等。
通過風(fēng)河的技術(shù)，可以幫助客戶在網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)約75%的成本。通過將邊緣計(jì)算部署到5G網(wǎng)絡(luò)中，將會(huì)實(shí)現(xiàn)云和移動(dòng)設(shè)備之間的物理距離最小化，提供更快的反應(yīng)速度，為每平方公里的數(shù)百萬(wàn)個(gè)設(shè)備提供僅有毫秒級(jí)延遲的高速互聯(lián)機(jī)制。Wind River Studio是一個(gè)平臺(tái)化產(chǎn)品，它能夠幫助大家成功且便捷進(jìn)行引進(jìn)技術(shù)的一個(gè)部署，而且可以非常好的針對(duì)不同垂直領(lǐng)域的場(chǎng)景進(jìn)行應(yīng)用,它里面的這個(gè)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析，實(shí)時(shí)的進(jìn)行這個(gè)自動(dòng)化操作，能夠應(yīng)對(duì)行業(yè)當(dāng)中的很多挑戰(zhàn)，而這些功能都是在單一平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)的。
據(jù)了解，2022年5月，風(fēng)河公司宣布與全球最大汽車技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)現(xiàn)代摩比斯（Hyundai Mobis）和現(xiàn)代AutoEver建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，基于Wind River Studio進(jìn)行汽車軟件框架開發(fā)與持續(xù)性測(cè)試、自動(dòng)化能力測(cè)試以及先進(jìn)軟件生命周期管理。
軟件驅(qū)動(dòng)汽車業(yè)的未來
Gartner預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，2022年，企業(yè)生成的數(shù)據(jù)中將有超過50%是在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心或云之外進(jìn)行創(chuàng)建和處理。隨著越來越多的計(jì)算工作負(fù)載從數(shù)據(jù)中心被轉(zhuǎn)移出去，計(jì)算模型正在演變?yōu)橹悄茉坪椭悄苓吘壞Ｐ?，其中大部分低延遲計(jì)算都發(fā)生在任務(wù)關(guān)鍵型智能系統(tǒng)之中。福布斯(Forbes)的一項(xiàng)研究表明，汽車行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者認(rèn)為，在未來五年內(nèi)高達(dá)30%的營(yíng)收增長(zhǎng)機(jī)會(huì)都將以智能系統(tǒng)方法為戰(zhàn)略中心，而且整個(gè)行業(yè)的許多核心需求都必須做到預(yù)先就緒。據(jù)麥肯錫預(yù)測(cè)，到2030年汽車中軟件價(jià)值占比將達(dá)到30%，屆時(shí)全球汽車軟件市場(chǎng)規(guī)模將高達(dá)840億美元?！坝布A(yù)埋，軟件升級(jí)”成為當(dāng)下車企的主流策略，未來兩年將成為L(zhǎng)3及更高級(jí)別自動(dòng)駕駛發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，具有領(lǐng)先軟件和算法能力的車企、軟件供應(yīng)商有望獲得重要機(jī)遇。
汽車的概念產(chǎn)生于1800年代的德國(guó)與法國(guó)，而真正的汽車產(chǎn)業(yè)革命發(fā)生于1920年代的美國(guó)。從1880年代到1920年代的40年里，對(duì)許多元素進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)性探索，?例如轉(zhuǎn)向操縱、動(dòng)力及傳動(dòng)、乃至命名“斯坦利蒸汽汽車（Stanley Steamer）”。時(shí)至今日，一個(gè)新的問題出現(xiàn)了：我們是否又一次處于1920年代那樣的轉(zhuǎn)折時(shí)代？未來的汽車將不再由內(nèi)燃機(jī)來定義，而是由軟件來定義？又或者我們還處于實(shí)驗(yàn)探索的時(shí)代，就像1800年代至1920年代那樣經(jīng)歷著產(chǎn)品革命？
企業(yè)管理顧問鼻祖彼得德魯克常常說：“我們的過去和現(xiàn)在決定我們的未來！”這正是我們現(xiàn)在面臨的境況。汽車業(yè)正走走向完全不同的未來——電動(dòng)、新的營(yíng)收來源、軟件為中心的開發(fā)與管理模式，客戶、產(chǎn)品和企業(yè)之間的高度互連將會(huì)帶來完全不同的體驗(yàn)。汽車代理商還會(huì)存在嗎？加油站還會(huì)存在嗎？隨時(shí)獲得數(shù)據(jù)反饋將會(huì)讓汽車保險(xiǎn)變成什么樣子？所有這些問題，都代表著一整套轉(zhuǎn)型策略，其核心則是產(chǎn)業(yè)完全智能化、軟件為中心的體驗(yàn)，覆蓋著制造商、客戶以及整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。
筆者認(rèn)為，未來智能網(wǎng)聯(lián)電動(dòng)汽車的軟件價(jià)值，必然會(huì)高于其硬件價(jià)值，如果計(jì)算智能網(wǎng)聯(lián)電動(dòng)汽車生命周期的價(jià)值而言，軟件價(jià)值將會(huì)大大高于其硬件價(jià)值，并且軟件價(jià)值是更接近互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式的，這也是目前汽車行業(yè)最希望看到的轉(zhuǎn)變。其中的引領(lǐng)者包括特斯拉等諸多新能源汽車的佼佼者，而風(fēng)河將成為搭建智能網(wǎng)聯(lián)電動(dòng)汽車基礎(chǔ)架構(gòu)的奠基者。
