解析理想开源汽车操作系统策略：技术降本背后的生态话语权争夺战

摘要：理想汽车宣布开源自研汽车操作系统“理想星环OS”，也成为全球首家将汽车操作系统开源的汽车企业。理想汽车称，理想星环OS的整体性能全面超越行业头部闭源AUTOSAR操作系统。一时间，“汽车操作系统”这个名词也成为了业内讨论的热点。

理想汽车宣布开源自研汽车操作系统“理想星环OS”，也成为全球首家将汽车操作系统开源的汽车企业。理想汽车称，理想星环OS的整体性能全面超越行业头部闭源AUTOSAR操作系统。一时间，“汽车操作系统”这个名词也成为了业内讨论的热点。

对于这条新闻，大部分的媒体可能只能根据理想汽车的新闻稿，又或者李想本人发布的微博内容给出一个基本解读，包括提到的软硬件解耦、虚拟化技术、全链路优化等等。可是到底理想星环OS是一个什么样的汽车操作系统、和之前的AUTOSAR有什么区别，理想汽车开源的原因是什么、自研汽车操作系统对中国汽车行业有什么意义，大多数媒体却语焉不详。

为此，驾仕派采访了一位参与打造过开源汽车操作系统的工程师卢工，希望从专业的角度来让大家更好理解汽车操作系统的前世今生和理想汽车这次开源的意义。

01汽车操作系统的过去与现在

李想在解释为什么理想汽车要自研汽车操作系统的时候，提到了“我们也和行业里很多车企一样，选择AUTOSAR的商业闭源操作系统”。

首先我们要知道的是，这里说的“汽车操作系统”并不是车机系统，更不是大家看到的中控界面显示这些，而是管理和控制汽车硬件与软件资源的系统。你可以把它想象成电脑的Windows、MacOS这样的系统，能够通过软件调度硬件、满足硬件驱动、系统服务、人机交互、网络通信、安全防护这些方面的功能。

时代的呼唤——危机与变革

在传统的汽车开发过程中，受限于油车仅使用12V的小电瓶供电以及当时的硬件与软件水平，并没有太多的电子元器件与电子产品。但随着时代的进步，汽车发展为集生活娱乐、舒适与安全并行的一种移动智能终端。随着接入更多的功能，更多的传感器，更多的芯片加入，按传统的开发流程已不足以应对时代的需求。

传统的电子电气开发流程存在许多不足——

1.软件应用性极差；

2.硬件平台各式各样，难以统一、应用；

3.软件模块化非常有限；

4.嵌入式系统不支持硬件抽象。

因此变革势在必行，那么变革的核心在哪里？

传统的汽车电子主要是指汽车电子电气架构，也就是平时经常提的E/E架构。

危机：

1、传统汽车采用分布式ECU 架构，各个功能由很多单一的ECU提供硬件-软件解决方案。例如，发动机、变速箱、空调、座椅、仪表盘或信息娱乐系统都有各自专用的 ECU。通常，中低档汽车有几十个 ECU，而高档汽车则多达一百多个。

2、OEM 根据不同 Tier1 的技术和价格优势分别采购 ECM，只需要进行集成、测试和验证，并不需要掌握技术细节和代码。分布式架构的 ECU 来自不同供应商，有着不同的嵌入式软件和底层代码，软件生态复杂，OEM 无法自主进行整车维护，更无法实现 OTA。

3、随着电动化引入，三电系统更是加剧了这种态势，ECU 的数量和汽车配件的复杂程度只增不减。以大众分布式 MQB平台为例，CAN 总线上已经挂了很多 ECU，如果再挂雷达，通信协议总量将不支持，把全部的 CAN 换成 2M 相当于做了半个架构的改造。智能座舱和自动驾驶需要更多的 ECU 和传感器，但分布式 EEA 已经到达瓶颈，算力和总线信号传输速度还远远不能满足，因此必须引入搭载更高性能车规级芯片的域控制器、车辆以太网和集中式 EEA。

解决办法：

1、电子电气架构向集中化演进。从分布式到域控制再到集中式。分布式 ECU（每个功能对应一个 ECU）逐渐模块化、集成向域控制器（一般按照动力域、底盘域、车身域、信息娱乐域和 ADAS 域等），然后部分域开始跨域融合发展（如底盘和动力域功能安全、信息安全相似），并发展整合为中央计算平台（即一个电脑），最后向云计算和车端计算（中央计算平台）发展。

2、软硬件解耦。面对复杂的软硬件功能开发，如果还继续按照传统的开发模式无法继续，但软件领域已经给出了解决办法MALH（模块化，抽象，分层，层级）。

3、通信升级。汽车的功能并不是单一零件实现，就拿当前最热的自动驾驶举例，需要多个传感器通信，摄像头、激光雷达、IMU等将信息传输到控制芯片经过算法才能融合，因此有大量的数据需要传输，依靠传统的CAN总线方式无法适应发展的需要。同时单个传感器的信息可能会在多个功能中使用，比如GPS信息，不仅自动驾驶系统的定位中使用，也在导航系统中使用。传统的CAN总线机制协同性差，也无法适应。因此需要开发出新的通信方式。

AUTOSAR的解法——MALH原则

那么什么又是AUTOSAR呢？

AUTOSAR全称 Automotive Open System Architecture，顾名思义汽车开发设计系统架构。本身是一个汽车电子控制单元（ECU）软件标准的组织，由宝马、戴姆勒、博世等企业联合制定的开放行业标准，其分层架构与接口规范是公开的，你可以理解为一个开放的框架。通过遵守这个框架标准，主机厂（宝马，戴姆勒）可以标准化接口，这样自己做应用或者第三方做应用都更方便，同时做基础软件公司（博世，Vector）的业务也不受影响。

为什么要提出这么一个框架呢?

举个例子，传统车辆上用的零件的ECU，如空调的ECU，在A款车型上开发设计是实体按键进行操作控制温度。但是同样设备，换到B款车型上做开发设计时，想用中控大屏幕来控制温度，因为接口不同，导致原来的功能就不能用了，需要从头开始重新开发设计。

换句话说，同样的A款车型，想更新换一个空调零件，那么软件也得彻头彻尾从ECU到车机都得重新来过。这种深度耦合的架构，导致新项目很难复用以前的项目。几乎每一个新项目都是从头开始。这种模式的开发设计至少需要2~3年时间。

回顾刚才的解决办法——软硬件解耦，MALH原则（模块化，抽象，分层，层级）。

通过分层架构高度抽象，使得汽车嵌入式系统软硬件耦合度降低。某个组件的接口不再由生产厂家决定，而都遵循AUTOSAR标准的接口。比如将灯光开关的功能的接口抽象成上图中的I/O硬件抽象接口，不仅可以受实体按键控制，也可以受屏幕的虚拟按键控制。然后通过I/O驱动进行驱动。在开发的设计人员进行开发的同时，测试人员也可以按照这个标准设计相应的测试案例，并不再需要等开发人员开发好后再进行测试案例的设计。这样大大节约了开发周期。

“AUTOSAR类似于房屋的一个草图，或者是一个蓝图，这张图是开放的，可以提供给不同组织人员，开发者按照这个蓝图搭建房屋，验收者按照这个蓝图验收房屋，大家都能看懂，有一个统一的标准。”卢工解释说。

AUTOSAR的落地——汽车操作系统

以上的办法看起来固然很美好，但是要把AUTOSAR标准应用到车辆本身，让车辆可以调用、设定不同的功能，就需要有一个真正意义上的操作系统。

AUTOSAR类似于USB协议一样，只规定了这个大家的操作系统要使用usb功能都要接受USB的接口协议。但是其实ios、Andrid、Windows各家操作系统都并不一样。同理类似宝马有宝马的，奔驰有奔驰的，特斯拉有特斯拉的，只是大家在零部件接口协议上遵守了一套AUTOSAR规则。

开发操作系统并不难，比如智能手表，智能音响，人脸识别的门禁等等都运行在操作系统之上，但是这类操作系统，功能简单同时偶尔死机并不影响安全，但是汽车操作系统则控制着汽车的各种复杂而且对安全性要求极高功能，因此对操作系统的功能与性能提出了极高的要求，同时相应的法律法规对此也进行了严格的要求。

而这么高的法规要求就注定了开发汽车操作系统是一项技术与资金门槛极高的工作，能参与的玩家极少。只有少数大厂才能提供，比如博世、维克多、黑莓QNX。当然，奔驰、宝马、特斯拉这些车企巨头也能负担的起这样研发成本进行自研。

所以，从某种程度上讲，汽车操作系统本身就是进入汽车行业的一个壁垒，要么花费巨资找供应商做（而且还要受限于供应商的技术支持），要么就是自研来实现。

随着智能AI的发展，汽车操作系统不可避免的出现智能化趋势，同样作为操作系统的框架的AUTOSAR也分为Classic Platform和Adaptive Platfrom。

AUTOSAR CP是传统汽车电子控制单元（ECU）的分布式软件架构，主要针对具有严格实时性和高安全性的应用，如发动机控制、底盘控制等，操作系统与之对应的则采用RTOS（Real-Time Operating System, RTOS）硬实时操作系统；

AUTOSAR AP是为适应现代汽车中复杂、高性能计算需求而设计的集中式软件架构，主要针对智能驾驶、车联网等应用。操作系统与之对应则提供高性能计算和复杂算法支持，对比CP的架构图可以发现，应用最广的就是Android Automotive OS。

Adaptive Platform并不是用来取代Classic Platform或者非AUTOSAR平台，而是为了相互兼容，协作并满足未来的需求

通向智能时代的门票——操作系统的智能化

随着智能驾驶在中国的快速推广，新能源车销量王座上的王传福喊出了“智驾平权”，余承东喊出了“智能驾驶，凑合能用与好用并安全”。智驾竞争进入新的时代，与此对应的是对智能驾驶的底座——操作系统与AI提出新的挑战。要实现安全且好用的智能驾驶，那么必然对操作系统的性能提出要求，必然对操作系统对AI的支持提出要求。

开发汽车操作系统不难，但开发出好用且安全的汽车操作系统难、开发支持AI的操作系统更是难上加难。

幸，DeepSeek开源。

大幸，汽车操作系统开源。

中国车企其实很早就意识到了操作系统是电动化的下半场，也提前做好了应对准备。除了理想汽车这次发布的开源系统之外，叫得上号的车企一般都有基于各自能力打造独占闭源的汽车操作系统。零跑从Leap 3.0开始也开始做汽车操作系统，蔚来则是在乐道L60上就推出了SkyOS天枢整车全域操作系统，一汽集团、东风、长安三家也曾透露过要共同打造汽车操作系统。甚至包括阿里巴巴也有AliOS，华为也有鸿蒙操作系统开始涉足汽车操作系统领域。

问题在于，各家车企的从传统油车转到电车，既有历史包袱，又要赶上电动化趋势，利润萎缩之时也要大举投资电动化。同时国内具备开发操作系统能力的人员并不多，这也是操作系统的难产原因之一。各家车企对操作系统的开发能力也因此参差不齐，基本上很少谈及这一块。之前中电科下面的普华做了一个小满OS，算是国内首个规模化、量产级的开源安全车控操作系统。

02理想星环OS的利益点

这一次理想汽车拿出了星环OS进行开源，再次把自研汽车操作系统这个话题摆到了台面上。

那么理想星环OS有哪些具体的内容呢？

整理了一下理想汽车给出的资料，理想星环OS的开源模块将包含车控操作系统、智能驾驶操作系统、通信中间件、虚拟化平台等核心组件。因此，这套操作系统对车企的利益点大致可以总结为以下几点：

1、理想星环OS完成从单点优化到系统全链路优化，让多个控制器系统协同配合，显著缩短“感知-决策-执行”的时间，响应速度相比AUTOSAR操作系统提高1倍、响应稳定性提高5倍。

2、系统构建了一个高安全性、强隐私保护、可信可靠的车域计算环境，有效应对伴随智能化网联化而来的非法控车和数据泄露风险。

3、理想汽车自研车用虚拟化系统和异构系统设备共享框架，实现了AI算力共享和硬件设备共享。相比传统方案，AI算力虚拟化性能损耗降低80%，传感器设备访问时延降低90%，存储资源占用降低30%，让软件迭代更加高效。

4、实现了软硬解耦，具备适配灵活、支持硬件丰富的特点，相较于闭源操作系统下新款芯片3-6个月的适配周期，理想星环OS能够实现在四周内完成芯片适配和验证，并且全面支持市场上所有车用芯片架构，包括英飞凌、英伟达等主流芯片，以及地平线、芯驰等中国新兴芯片。

这里面比较重要的点是第三个和第四个，也就是操作系统虚拟化技术和操作系统可以在四种不同的车规级MCU上运行。

“传统认识中一个芯片上只能跑一个操作系统，操作系统虚拟化技术可以使用一个芯片上跑两个或者多个操作系统。这样可以节约出一个芯片的钱，又或者说加强车规MCU的算力。”卢工说。这里主要应对了架构图中车用操作系统最底层“虚拟化引擎”那部分，可以打通智驾OS和智能车控OS的一部分，让智驾芯片的AI算力能够参与到车控OS中。

其次，卢工说“软硬件解耦”其实就是理想汽车开发了一套对芯片的适配工具。原本 AUTOSAR 对芯片架构的支持确实不太好，同时芯片开发工具要付费，成本高还不太好用，所以理想这次的开源组件应对了芯片适配性和开发周期。

“全链路响应速度，这个应该是开发了一套中间件，比原本的 QNX 那套可能效率要高一些。”他解释说，中间件答题功能差不多，但是各家之前都是“重复造轮子”，效率参差不齐，比如有个DDS的消息分发机制组件，各家写各自的代码，也导致了各家的操作系统体验就有了差别。

所以卢工最后做了一个很形象的比喻：AUTOSAR类似毛坯房图纸，操作系统类似毛坯房，中间件类似精装的软包，理想的开源系统类似给了一套毛坯房的建房流程以及工具的模板，而虚拟化就是二房东把一个套房改成多个房间。

毫无疑问，理想汽车开源汽车操作系统还是有比较强的技术实力，并且也做了一些创新突破。而且一旦开源了，就意味着中国汽车的底层操作系统又多了一个选择，对于可能规模还比较小的新势力车企而言获得了一次难得的技术提升机会。

03理想开源的心思

那么既然各家车企其实都有汽车操作系统，理想汽车为什么又要开源理想星环OS呢？

按照理想汽车的说法，理想星环OS开源最大的好处是可以降低车企的重复投入，预计每年节省行业100-200亿元研发成本。而李想本人的说法是：“我们过去每年要付出几十亿元的相关BOM成本，以及几千万的AUTOSAR授权费，现在用了自己的操作系统，由此节省下来的成本可以最终会反映到用户购买的价格上。相当于同样的价格，用户可以获得更多的安全和舒适配置，享受到更优质的体验。”

这里的成本降低，可以理解为开发费的支出减少，也可以理解为可以通过比如虚拟化技术在内的技术手段减少芯片的采购，又或者是通过支持更多的芯片架构可以实现对国产芯片的支持，解决之前的“芯片短缺”、甚至是之后的芯片卡脖子问题。

另一方面，卢工认为，理想汽车开源汽车操作系统更关键的一个原因是，汽车操作系统不怕开源，更怕没有人用。

通过开源的方式，可以吸引全球开发者共建生态，比如通信中间件、虚拟化平台等等研发。

“比如DeepSeek的开源，大家可能都更愿意用，就是相当于DeepSeek的API调用生态会更丰富，因为DeepSeek跟OpenAI的接口那些东西可能都还不一样。”卢工说。

最后卢工的观点是，开源也可以增加技术的厚度。

“以前国内没有做操作系统的这个行业，操作系统都是国外开发的。但是现在各家做开源，就会增加技术的厚度，大家借鉴学习，那么后面再有封锁时，马上能找出一堆人懂的去突破，而且还能提出更好的办法。”卢工表示，现在国内开源的汽车操作系统也不止理想一家，越多的企业开源，对于整个行业来说抵抗外部风险的能力也就越强。

一流企业出标准，理想发布开源系统就相当于抢占先手、先去确立一个标准，毕竟操作系统是流量入口，这是所有技术和应用的起点。理想汽车一直在强调基座模型的能力，但是基座模型也要运行在操作系统之上，所以先发布、先开源，只要能够扶持出一定的生态，那就是标准，往长远来看过开源，懂得这套机制的人更多，企业后面获取相应的人才成本就降低了，这会大大降低他的人才成本，这样也进一步推动了整个系统的影响力。