如果軟件正在吞噬世界，這在很大程度上要歸功于 Linux。自 1980 年代末和 1990 年代初被開發為桌面操作系統 （OS） 以來，Linux 內核的變體已經擴散到從網絡服務器和移動電話到飛行計算機和工業控制系統等嵌入式設備的所有領域。Linux 在這些領域的成功很大程度上歸功于開源分發模型、可配置性、其廣泛使用的自我實現預言，以及通過代碼重用在平臺上快速迭代的能力，以及最初對安全性的擔憂內核的確定性使其無法部署在安全關鍵系統中，這些都已得到緩解。

現在，隨著汽車級 Linux （AGL）的出現，Linux 正在另一個關鍵的嵌入式領域站穩腳跟。

汽車級 Linux 的出現和智能手機體驗

與許多其他垂直領域一樣，要了解 AGL 的出現，首先必須了解智能手機對相鄰市場的影響。與大多數 IT 風格的部署一樣，智能手機通過無線軟件更新進行快速、持續的迭代，可以遠程修復錯誤、擴展應用程序的功能和性能并改善用戶體驗——這一現象迅速提高了消費者對其他設備。

相比之下，傳統上汽車系統開發的開發周期較長，大約為 5 到 7 年。這意味著當車輛到達經銷商處時，當前車型年發布的操作系統和應用程序通常已經過時，導致移動設備上的消費者體驗與車載用戶界面功能之間的差距越來越大。

隨后，智能手機開發商開始通過Apple CarPlay和Android Auto等舉措來滿足市場需求，這些舉措基本上反映了智能手機在車載用戶顯示屏上的體驗。雖然這些為車主提供了特別的改進，但它們并不是車輛設計所固有的，并且削弱了汽車制造商的品牌和價值主張。智能手機對汽車生態系統的滲透也成為了乘客行為和偏好數據市場的晴雨表，現在包括新的競爭。

為了競爭，汽車制造商及其供應商必須改進他們的軟件開發和交付實踐，尤其是車載信息娛樂 （IVI） 平臺。這包括從在現代車輛中產生 1 億行代碼 （MLOC） 的附加編碼實踐遷移到促進軟件重用和更快上市時間的開發方法。這是AGL的核心原則。

“我堅信，汽車制造商在過去兩年中已經意識到他們在從事軟件業務，這意味著他們的競爭對手不是其他汽車公司，而是智能手機，” Linux汽車業務總經理 Dan Cauchy 說AGL基金會和執行董事。“我們知道今天的消費者正在根據 IVI 做出購買決定。

“汽車行業的錯誤在于他們無法重用軟件，”Cauchy 解釋道。“汽車制造商有向供應商提供規格的心態，但只要符合規格，汽車制造商就不會在意。該規范只有三到四年的壽命，直到發布新的規范或模型。他們現在意識到他們必須使用開源開發方法和重用平臺多年才能進入入門級與豪華車。

“這并不意味著他們不需要供應商，”他繼續說道。“他們希望供應商在同一個平臺上不斷發展，不斷添加新功能，而不是每三年重新發明輪子。他們在 AGL 構建了 80%，另外 20% 是他們自己的語音識別、外觀和感覺等。AGL 應該年復一年地提供汽車級 Linux。

將 Linux 從 IVI 遷移到任務關鍵型車輛應用程序

2015 年，AGL 發布了其規范的 1.0 版，該版本建立了一個同質的軟件架構，用于以可擴展的設計開發 IVI 功能和應用程序，可以擴展到數字駕駛艙的其他領域，例如儀表板和平視顯示器 （HUD）。由于這些系統中的每一個都需要相同的基本構建塊，因此基線 AGL 架構已被利用，例如，在儀表組設計中提供圖形驅動程序和 3D 加速引擎資源，以及與其他車輛系統的標準 API 和通信鏈接。圖1）。現在在統一代碼庫 （UCB） 的 3.0 版上， AGL 已經整合了一個應用程序框架/啟動器、軟件開發工具包 （SDK） 和基于 Yocto Project Linux 2.1 版的參考應用程序，以縮短各種信息娛樂、導航、通信、安全、安保和連接系統的上市時間（圖 2）。

【圖1 | 汽車級 Linux 規范為數字駕駛艙應用程序的開發提供了一個同質的基線架構。］

【圖2 | AGL 統一代碼庫 （UCB） 第 3 版包含完整的應用程序框架、軟件開發工具包 （SDK） 和參考實現，以加快汽車軟件的上市時間。］

AGL 項目現在由來自汽車（10 家汽車制造商）、半導體和通信行業的 94 家成員公司組成，應用程序框架現已穩定到位，體現了 Linux 開發人員“一次移植，隨處運行”的精神。 AGL 生態系統。

但除了信息娛樂之外，對于 AGL 來說，深入駕駛艙是一個有趣的位置，因為這些系統將在向自動駕駛平臺過渡期間形成車載指揮中心。因此，AGL 已與開源自動化開發實驗室 （OSADL） 開始了 ISO 26262 功能安全認證流程，這允許架構擴展到安全關鍵、汽車安全完整性等級 （ASIL 等級） 控制和遠程信息處理系統在不久的將來。

不過，AGL 意識到有機會為整車操作系統提供基準架構，還通過目前包含虛擬化和自動駕駛平臺參考硬件的工作組擴大了其范圍。今天，AGL 虛擬化專家組 （VEG） 正在研究如何將 IVI、集群和 HUD 應用程序整合到單個多核處理器上，以便在未來應用于需要嚴格隔離和安全的高級駕駛輔助 （ADAS） 和自動駕駛系統。在共享處理平臺上運行時的容器化。在這些努力的同時，AGL 參考系統硬件架構專家組正在努力定義自動駕駛汽車平臺安全系統所需的傳感器、協議和分辨率，

“由馬自達、豐田等 OEM 領導的參考硬件系統架構專家組正在發布一份需求文檔，其中列出了傳感器、攝像頭、激光雷達、它們如何互連、處理能力以及所需的分辨率，”Cauchy 說。“這將推動硬件和軟件開始構建自動駕駛。該計劃是能夠驅動這些傳感器、收集數據并將其提供給一個共享的開放數據庫，在該數據庫中可以進行深度學習，以便自動駕駛利益相關者能夠在 99.9% 的時間內知道會發生什么。”

由于 Linux 已廣泛用于數據中心和網絡基礎設施，汽車制造商在其后端云中實施從端點（車輛）到業務或機器學習系統的兼容操作系統架構的能力是 Linux 持續擴展的有力論據在嵌入式汽車中。

審核編輯：郭婷