共建高安全可靠的中間件產品
上海2023年7月14日 /美通社/ -- 上海零念科技有限公司（LinearX）是一家成立于2021年的初創企業，相比其它從事智能駕駛基礎軟件平臺的公司，其進入的時間并不早，況且還面臨著國內外激烈的競爭環境。那么，零念科技成立的初衷是什么？這家公司產品和技術的競爭力又如何？近日，帶著眾多的疑問，焉知汽車專訪了零念科技的創始人兼CEO柯柱良先生，并進行了深入的交流。以下為原文內容：
零念科技創始人兼CEO柯柱良
全球第一款L3級自動駕駛域控制器的見證者
柯柱良本科畢業于西安電子科技大學的通信工程專業，并在德國亞琛工業大學獲得計算機碩士學位。畢業后，他曾在華為、德國大眾、TTTech等多家企業任職，在此期間，參與主導了奧迪zFAS全球第一款L3級自動駕駛域控的開發工作。2018年，他外派回國后就職于上汽創時智駕，并擔任平臺軟件技術負責人，負責上汽榮威、上汽智己等多個智能駕駛項目。2021年，他創立零念科技并擔任CEO。
其中，全球第一款L3級自動駕駛域控的研發經歷讓他一直引以為豪。奧迪zFAS先人一步只是一方面，更重要的意義在于它第一次真正實現了L3級自動駕駛的量產落地，難度之大可想而知。"我有幸參與了這樣一個具有開創性的大型項目，親身經歷了復雜型系統的構建，并驗證了它的可靠性、安全性。其中，很多系統邏輯和方法論對我們今天的工作依然有很強的借鑒和指導意義。"柯柱良表示。
談到項目本身，他感慨頗多："整個項目過程中踩過的坑很多。其中一個，是做泊車超聲波雷達系統的時候，系統單獨運行的時候，工作很穩定。但是，再集成進去一些其它軟件的時候，由于受到其它系統的影響，超聲波雷達的性能出現急劇下降。經過多次試錯和磨合，才最終發現并解決了問題。當很多功能要集成到一個域控制器的時候，系統的復雜性大大增強，解決各個系統之間的相互干擾就是一項很大的挑戰。"
其中，供應商的管理也是一個很棘手的問題。當時，奧迪的zFAS可以稱得上是行泊一體方案的"鼻祖"了。但是，當時芯片的性能遠沒有現在這么強，一款智能駕駛域控要拼湊多達4~5顆SoC/MCU芯片，奧迪的zFAS域控制器采用的主控芯片有：英偉達的Tegra K1 VCM、Mobileye的EyeQ3、Altera的Cyclone V以及英飛凌的Aurix TC297T等。因此，這個項目必然需要調動多家供應商一起來做，管理難度可想而知。
某主機廠zFAS域控制器
"當時，這個項目有超過1000多個軟件接口，并且，38個應用層軟件來自不同的供應商。如何劃分不同供應商之間的界限，對系統設計而言是一項很大的挑戰。那個時期，各家芯片的算力還非常有限，但系統要實現的功能卻和現在差不多，所以，我們后期花了很長的時間不斷地去做系統優化。"柯柱良介紹說。
EE架構演進驅動底層軟件的變革
整車EE架構的演進驅動了汽車底層OS的變革。在分布式架構階段，操作系統還是采用Classis AUTOSAR（CP），CP引入了RTE標準中間通信模型和標準BSW，主要應用于高性能MCU；到了集中式域控架構階段，Classis AUTOSAR（CP）升級為Adaptive AUTOSAR（AP），AP引入了面向服務的架構（SOA），以及對POSIX系統的支持，主要應用于高算力SoC；未來的中央計算架構也許將出現新的底層操作系統。在EE架構的不同階段，智能駕駛系統對底層基礎軟件的需求存在較大的不同。
EE架構的演進驅動了汽車底層OS的變革
在柯柱良看來，CP出現后 ，才有了明確的中間件概念。CP的一個重要使命就是實現標準的軟件接口，實現軟硬件解耦，便于不同供應商的產品能夠相互兼容。而AP有兩個使命，一是支持SoC，二是實現SOA的軟件架構。
未來將是多個CP/AP混雜的多芯片復雜的異構架構。對中間件來說，最重要的是實現跨域系統的抽象。一個比較理想的中間件就是要實現軟硬件完全解耦，對于上層應用而言，它不需要知道服務從哪里來，服務對象是SoC還是MCU，通過中間件進行服務的調用即可。
共建高安全可靠的汽車操作系統
業界認為，特斯拉沒有使用AUTOSAR AP，國內的幾家主要造車新勢力也沒有用，大部分采用的是AUTOSAR CP+DDS的形式。甚至，一些正在轉型的傳統車企也沒有太大的意向去用AUTOSAR AP。原因可能有以下幾種：1）使用成本高；2）效率不高；3）AUTOSAR只負責車內通信，不支持車云通信，無法支持車路協同場景。
不過，也有人認為，AUTOSAR AP只會越來越重要，因為它是順應車載技術，并不斷發展的規范，覆蓋面會越來越廣。在未來，沒有AUTOSAR AP的支持，多域融合的中央計算架構很難被搞定。
柯柱良表示，特斯拉之所以沒有使用 AUTOSAR AP，采用自己搞的一套系統，是因為特斯拉是基于互聯網的思維去造車。如果其它家也都像特斯拉一樣，具備全棧自研的能力，那么，就可以無需適配別人需求，自己玩就好。所以，特斯拉的做法完全可以理解，類似于蘋自己做手機底層軟件的思路。
也許，市場上會出現一兩家類似特斯拉的造車公司，但大部分企業還是需要圍繞AUTOSAR生態去做事情。AUTOSAR AP提供了一套國際化、標準化的能力，支持企業之間的軟硬件解耦。企業之間需要考慮的是如何互相兼容、互聯互通和開放。
"AUTOSAR AP的主要優勢就在于它是一個國際化的標準，是一個生態體系，只有符合這個生態的產品才有很強的生命力。多域融合的中央計算架構更為復雜，如果沒有一套統一的標準，各個域相互之間就無法真正融合，所以未來AUTOSAR AP將成為主流，像安卓一樣成為一個大生態。多數企業都是需要加入到這個生態中，大家一起共同成長。"柯柱良認為。
零念科技定位于量產
零念科技從成立之初，整個產品規劃的定位就是要做一個可落地、可量產的方案，從L2再到L3，通過不斷地迭代和升維，解決智能駕駛或EE架構的安全性問題，切實幫助車企解決痛點問題。柯柱良直言："我們做產品從一開始就是奔著量產去的。從公司使命：科技賦能客戶，領航安全出行，就可以反映出來。"
"這兩句話包含兩層意思：其一，不管是做產品還是工程，零念科技都希望給客戶賦能，讓客戶有更強的能力掌握中間件和底層軟件開發；其二，零念科技的產品定位是高安全，旨在彌補智能汽車操作系統當前安全性方面的缺失。"他解釋道。
"另外，我們的團隊具備很強的整體系統落地的工程化能力，能夠讓軟件在資源有限的嵌入式處理器中跑得好、跑得穩。因為團隊中有很多同事曾在博世、大陸等國際Tier1或上汽創時智駕等企業任職，擁有整車或域控軟件部署方面的豐富開發經驗和較強的工作能力。"柯柱良自豪地介紹說。
零念科技的產品與工具鏈
零念科技的主要產品包括：確定性通信產品PowerD-Comm、確定性調度產品PowerD-Sched和安全服務包SafetyOSS；提供的主要服務有：1）嵌入式系統定制 —— 基于Classic AUTOSAR對MCU/SoC安全島進行嵌入式系統定制；2）芯片級安全驅動 —— 為SoC芯片定制安全驅動MCAL和底層安全策略；3）TSN和時間同步 —— 為TSN芯片提供精確的QoS配置和控制并實現時間同步。
那么，零念科技分別為嵌入式系統和高算力SoC提供的解決方案和定制化的開發服務有何不同呢？
分別針對MCU和SoC的解決方案
柯柱良回應道，不管是現在還是未來，PowerD-Comm和PowerD-Sched都支持CP和AP平臺，只是產品真正部署進去時，可能部分代碼會有相應調整。
關于定制化開發，在CP端，會采用一些比較成熟的CP產品，零念科技在此基礎上為客戶提供定制化服務；在AP端，零念科技的自主可控能力更強一些，不管是AP平臺還是底層協議棧，都可以根據客戶需求進行定制化開發。
從市場來看，目前CP處于一個比較穩定的狀態，各家做得都差不多；AP則處在一個不斷"變"的過程中，還處于逐漸被接受的過程，沒有達到穩定的狀態，大家都處在一個摸索階段。因此，在AP端，客戶定制化合作的點會更多一些。總體而言，零念科技的產品可以解決跨域通信、調度準確性等痛點問題。
1）確定性通信中間件PowerD-Comm
所謂確定性通信中間件PowerD-Comm的主要定位是用于傳輸關鍵性信號，比如車身XYZ三軸信號。從原理上看，它是軟硬件一體的解決方案，除了軟件，還會利用TSN或TTE等硬件交換芯片，基于時間片分時傳輸理論構建數據的虛擬傳輸通道， 可以解決數據流相互干擾和并發傳輸（Boost）下帶來的傳輸不穩定，延時丟包等問題。實現不同芯片或控制器之間信號的可靠傳輸。
"PowerD-Comm的第一個應用場景是整車以太網化，因為它不會直接和SOA通信競爭，而是可以取代CAN總線的部分工作，以大幅降低整車總線的使用成本。另外，PowerD-Comm還有另一個應用場景，即支持當前的EE架構無縫過渡到SOA架構。因為它能夠同時支持CP的RTE接口和AP的aracom接口， 并且提供了信號到服務（S2S）的映射功能。也就說，支持在SoC上部署一套類似MCU的環境，可將之前部署在MCU上的算法無縫移植到SoC上。"柯柱良介紹說。
2）確定性調度中間件PowerD-Sch
PowerD-Sch確定性調度中間件通過時間觸發調度（TIMER_TRIGGER）、事件觸發調度（EVENT_TRIGER）、數據觸發調度(DATA_TRIGGER)機制可保證用戶的應用確定性的執行。
時間觸發調度 - 通過時間確定性確保系統的安全
PowerD-Sch確定性調度的主要任務則是對智能駕駛系統的復雜任務進行編排，保證各項任務的順利執行，避免系統資源無序搶奪、重入等問題，進而造成系統資源浪費，效率低下。如果沒有調度器，部署后會發現相互之間會搶占資源，導致有些任務根本無法按照設想執行，甚至會造成系統性鎖死、崩潰等現象。
"總體而言，確定性調度解決的問題就像用木桶裝水。如果路不好走，水很晃的話，就需要很大的木桶去裝水，才能確保水不會灑出來。但問題也就來了，在域控制器中，用'大桶'意味著成本就會高，就好比原來只要30TOPS算力就能解決的問題，現在可能要用70或80TOPS的大算力SoC才行。
通過確定性調度，給所有任務進行合理編排，讓其有序執行，使'水'不再晃，SoC的算力資源就可以得到充分利用。那么，在這種情況下，就相當于可以用更小的'木桶'—— 合適的小算力資源的SoC把整個系統順利跑起來。"柯柱良形象地解釋說。
3）LinearX CarOS工具鏈
零念科技定位于汽車領域的軟件供應商，具有自主知識產權的底層和中間件軟件技術，構建底層數據與應用平臺之間高可靠、高安全、高實時的互聯互通，形成了以工具鏈自動化生成"底層軟件+中間件+應用層服務"的產品形式。
柯柱良解釋說，首先，零念科技的LinearX CarOS工具鏈是一套非常友好的圖形化設計工具，對工程師能力的要求降低了很多，不需要寫代碼，只要經過培訓，就能掌握我們工具鏈產品的定制化配置能力。
其次，這些工具鏈可以自動生成配置，不需要做過多的代碼二次開發，甚至可以零代碼生成新的產品配置；
最后，一些監控軟件能夠快速定位到之前設計的偏差。
關于工具鏈自動化生成"底層軟件+中間件+應用層服務"的產品形式，他表示，目前零念科技提供給客戶的定制化產品很多都是通過工具鏈實現的，例如客戶要定義一些應用層接口，只需在工具鏈上操作建模，把想要的接口模型建好，就可以自動化生成全部代碼。甚至一些中間件軟件模塊也可以通過工具鏈來配置，比如，需要支持幾個調度模塊，都可以通過圖形化界面生成，然后生成代碼，再通過一體化CI/CD方式部署所有的代碼，集成編譯后自動放到流水線中。
術業有專攻，深耕自己擅長的領域
事實上，現在很多做域控的Tier1自己也在做中間件，這對專門做中間件的企業來講，是不是會帶來一定的沖擊呢？
對此，有業內人士直言不諱的表示，目前域控Tier1做中間件是可以理解的。不過，總體上來看，國內行業內卷太嚴重，甚至有一些企業在做一些自己不太擅長的事情，導致行業處于魚龍混雜的狀態。
從目前情況來看，其中有一些做中間件的公司還缺乏一定的專業性，比如，有些企業中間件的Base是用開源方案，甚至是用ROS方案，這樣的方案可能僅限于做一個Demo，要想真正量產，還要做功能安全的驗證，這些開源方案很難做到量產。
柯柱良認為，有些廠家的中間件過于定制化，只能適配自己的板子。對主機廠來說，他們更希望有一套支持廣泛的中間件方案，而不只是單獨適配某一套硬件，不然就又回到了軟硬件一體的老路。從商業邏輯上說，主機廠肯定希望中間件能夠實現充分的軟硬件解耦，而且解耦越徹底越好，這樣可控性才會更強。
在行業發展初期，還沒有特別好的產品出現之前，可能大家都想自己嘗試去做一做。但是，隨著行業逐漸成熟，最終還是會趨向于專業分工，大家各自去做自己比較擅長的事情。
"零念科技專注智能駕駛平臺軟件，致力于持續不斷地提升自己的"軟實力"，為智能汽車和智能駕駛提供完全自主可控的操作系統，以及高度可擴展的安全基礎軟件平臺和定制化的解決方案。"柯柱良最后總結說道。
原文鏈接：https://m.sohu.com/a/699390206_560178/?pvid=000115_3w_a
