拆解“鸿蒙”丨深度

  • 发表于: 2019/08/27 12:20:00 来源:车云网

华为鸿蒙系统之于汽车,意味着什么?

自华为发布鸿蒙系统以来,各界对其都有各自的评价与研究,但在汽车行业中,由于本身所透露的信息并不是很多,因此大家的焦点并不是很集中。

华为鸿蒙与汽车行业而言,究竟意味着什么?本文试图回答这个问题。

在车云看来,鸿蒙系统一定程度上可以被定义为“新物种”。

一方面,对于汽车本身而言,鸿蒙系统不仅可以应用在车机系统上,未来还可以用在自动驾驶领域。车载操作系统作为连接软件和硬件的中间层,其重要性已经无需赘述。而在自动驾驶领域的应用,则是源于鸿蒙系统的一大特点,就是低延时性,这使其能够在自动驾驶汽车上发挥重要作用。

另一方面,众所周知,华为鸿蒙并不是专为汽车所研发的,而是为物联网所研发。此前,华为发布了“1+8+N”全场景智慧化战略。其中,“1”是以手机为主入口;“8”是以车机、平板等为辅入口;“N”代表泛IOT硬件设备。也就是说,华为的野心,并不止于在汽车上,而是将其看作整个物联网时代中的一个接口,从而满足汽车与众多智能设备互联互通的服务需求。

当然,作为“新物种”,华为也面临着众多挑战,包括生态应用的建设、车企的不信任等,又该如何破局?

鸿蒙系统,究竟是什么?

华为消费者业务CEO余承东说,鸿蒙是一款基于微内核的面向全场景的分布式OS,是新一代的、颠覆式的、面向物联网的全新操作系统。

该系统具备多端能力共享,互为外设;系统与硬件解耦;应用一次开发,多端部署;流畅、安全,系统响应时延下降25.7%,时延波动率下降55.6%等特点。基于此,华为鸿蒙系统具备四大优势,即分布式架构、天生流畅、内核安全和生态互享。

其中,鸿蒙的分布式架构主要包括分布式任务调度、分布式数据管理、硬件能力虚拟化、分布式软总线。对此,余承东表示,这是分布式架构首次应用于终端OS,其可以让用户实现统一账户跨设备、跨终端调用。

在流畅性方面,源于鸿蒙系统采用的确定时延引擎和高性能IPC技术,其能够率先调度优先级别的任务资源,从而使应用的响应时延将带25.7%。同时,鸿蒙微内核结构小巧的特性使IPC(进程间通信)性能大大提高,进程通信效率较现有系统提升5倍。

在安全性方面华为鸿蒙基于微内核技术的可信执行环境,通过形式化方法显著提升了内核安全等级,全面提升全场景终端设备的安全能力。与此同时,微内核设计让系统天然没有root权限,外核服务相互隔离,没有一个统一的“钥匙”,防止被底层攻破,提高了系统安全。

最后,鸿蒙OS还具备一次开发、多端部署的优势,支持面向多终端的IDE环境,提高开发效率。而除了鸿蒙系统,华为还有自己的方舟编译器,可支持多语言统一编译,大幅提升开发效率,支持C/C++、Java、JS、Kotlin等编程语言。

华为消费者业务CEO余承东华为消费者业务CEO余承东

据余承东介绍,华为在十年前就已经开始了对操作系统的研究,到2017年,鸿蒙内核已经完成技术验证。2018年,鸿蒙内核2.0用于终端TEE。日前,在华为开发者大会上,华为正是发布了鸿蒙OS1.0版本,并已经率先应用在智慧屏上。

鸿蒙与车机

常见ICT系统中包括硬件和软件两个部分,软件又可分为操作系统软件和应用软件。其中,操作系统是介于硬件和应用软件之间的一层重要部分,是管理分配硬件资源、实现应用软件功能的重要载体,可以说是管理计算机软硬件资源的“大脑”。

在汽车中,操作系统同样如此重要。

当前,随着智能网联技术的不断发展,由软件定义智能汽车,成为主要发展趋势之一。而车载操作系统作为连接应用软件和车机硬件之间的纽带,其重要性不言而喻。因此,无论是主机厂,还是科技公司,都在争相抢夺对于这一入口的主导权。

不过,目前大多数国内公司的车载操作系统都是基于安卓系统而研发,尚停留在上层应用软件生态方面。少数可以称得上从底层开始自主研发的车载操作系统,例如阿里的Alios。鸿蒙的推出,则成为了当前车联网市场中的搅局者。

现阶段,车机系统尚只能够满足用户娱乐需求,并不能够为用户提供更深层次的服务,主要原因在于,一方面,4G网络在传输速度、时延等方面上并不能够满足车内需求;另一方面则在于目前的车载操作性能并没有达到像现在手机、电脑操作系统一样的水平,不管是本身系统,还是外部的算力算法,都还有待发展。

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华为鸿蒙与其他车载操作系统不同之处在于:

一方面,华为自身具备领先的5G技术,能够打造基于5G技术的车载操作系统,在带宽、时延等方面都有显著提升;

另一方面,在系统性上,鸿蒙系统能够根据应用的特征,分配慢车道、快车道、超快车道,保证不同应用的快捷和流畅。据余承东介绍,鸿蒙比谷歌Fusion以及QNX有3-5倍的性能提升。

此外,由于鸿蒙是IoT万物互联系统,所以其还可以根据手机、车机、大屏等自动适配界面。如当用户想要将手机中的界面投射到车机上时,手机上的界面就可以自动适配车机上的屏幕。

华为的终极目标,可以说是基于鸿蒙系统,实现万物互联。汽车作为未来最大的智能移动终端,势必是万物互联的一个重要接入口。

然而,当前的汽车在智能化水平上并不足以只通过车载操作系统就能够实现与其他硬件设备的互联互通。因此,华为在实现互联的道路上,选择了一个过度方案,即Hicar。

在官方介绍中,HUAWEI HiCar是华为提供的人-车-家全场景智慧互联解决方案,其能够将移动设备和汽车连接起来,利用汽车和移动设备的最强属性以及多设备互联能力,在手机和汽车之间建立管道,把手机的应用和服务延展到汽车,实现手机为核心的全场景体验。

将手机与车机进行连接,或许大多数都认为这又是一个苹果CarPlay的翻版。虽然在一定层面上来说,HiCar与CarPlay有一定的相似之处,如同样以手机为中心,车机使用的应用主要来自手机;同样注重语音交互方式,以及同样支持多种第三方APP接入等。

但在华为发布的白皮书中显示,传统手机与车机互联主要是实现投屏功能,为互联1.0。而 HUAWEI HiCar 实现了手机与车机的互联 2.0,不仅在手机和车机之间建立管道,将手机的应用和服务延展到汽车,还让汽车和手机、其他IOT 设备之间实现全互联。 

也就是说,HiCar是以手机为中心,体验随着人走,在家、车等场所的无缝流转。与此同时,其也把手机和汽车的硬件资源、系统能力、服务生态快速融合在一起,让用户感觉所有设备像一个虚拟超级设备。

对此,华为消费者业务云服务副总裁谭东晖曾说过:“我们将围绕消费者的使用场景和真实需求,打通人-车-家场景,以‘智能互联’打造端到端智慧出行极致体验。”

同时,他还表示,Hicar可帮助用户很好地继承和延续已经在移动互联网形成的行为习惯,用户在车机环境下享受更丰富的移动互联网服务的同时无需再去学习和适应新的操作方式,最终可带来手机+车机能力叠加的超强体验。

当前的主流观点中,皆认为未来独立的车载OS系统是必然趋势。由此看来,华为的Hicar却是在“反潮流”而行之。

不过,就像当初苹果推出CarPlay一样,在鸿蒙尚未能够实现商用化之前,华为需要一个轻量级的产品,能够使其快速在车联网市场中占据一定的份额。

此外,也就像前文所说,在华为整个的战略规划中,手机的核心地位并不会改变。去年,在全联接大会上,华为发布了“1+8+N”全场景智慧化战略。其中,“1”是以手机为主入口;“8”是以车机、平板等为辅入口;“N”代表泛IOT硬件设备,即华为的HiLink平台。

基于此,我们不难看出,HiCar作为一个产品,一方面能够让华为快速开发车联网市场,另一方面,则可以和鸿蒙系统相辅相成。两者之间类似于APP和系统之间的关系,Hicar相当于是鸿蒙系统的左膀右臂,是鸿蒙系统的得力助手。

除上述所言之外,车联网作为物联网重要场景之一,当前更多的是实现车与路的主动协同沟通,并逐步实现从辅助驾驶到自动驾驶,并大大降低成本。

未来,华为有可能以手机为中心,通过Hicar连接车机,在通过鸿蒙连接万物,从而实现真正物联网时代的万物互联。

鸿蒙与自动驾驶

值得注意的是,除了在车载系统领域外,华为的鸿蒙系统还在一定程度上可以与整车自动驾驶系统发生关联。

众所周知,相比于手机、电脑等产品,汽车的结构则更为复杂。据了解,现代汽车中通常包含了70到100个电子控制单元(ECU),相当于空客A380里面控制单元的数量,这也就导致了汽车中系统控制成本和通信的开销都非常大。在一辆高端车里,可能同时存在6到8个操作系统,且各个子系统之间完全分离,很难做到有效的共享资源和互操作,硬件成本和软件复杂度都很高。

基于此,新兴车企,如特斯拉等为了整合车内资源,降低硬件成本,开发出了一种新型架构模式,即域控制器。在计算机中,域控制器是指在“域”模式下,至少有一台服务器负责每一台联入网络的电脑和用户的验证工作,相当于一个单位的门卫一样。

将这一概念转移至汽车中,不难看出,在域控制器的体系架构下,各个功能部件均成为独立的域,而每个域之下有相应的控制功能集合。域与域之间可以做到安全隔离,也可以根据需求进行通信和互操作。因此,无论是ADAS,还是智能座舱,亦或是底盘控制,都有了独立的域。

通过建立域控制器,车企将车上的操作系统也由原来的6到8个缩减至3-4个。事实上,在操作系统层面上,理论上是完全可以在缩减一到两个操作系统。比如将自动驾驶的操作系统和智能座舱的操作系统进行整合。

不过,想要将自动驾驶和智能座舱的操作系统进行整合,也并不是那么容易,原因在于,自动驾驶对于安全性要求非常高。

业内皆知,自动驾驶汽车在行驶过程中,要不停的感知周围环境,数据处理,并进行路径规划,同时与云进行同步通信。因此,自动驾驶汽车需要更高性能和集成化的计算单元来维持对安全信息的低延时处理。

此外,博泰产品高级总监王小华也认为,自动驾驶对安全性和实时性要求很高,一般都会选用高可靠性的实时操作系统RTOS。平时我们用的Android,Linux这些都属于宏内核,在时间调度上可能不满足自动驾驶要求,因此,现在几乎没有车企能将两个操作系统统一起来。

不过,据建约车评报道称,特斯拉基于Linux系统自主研发的操作系统已经能够将ADAS的域控制器与车载信息娱乐系统域控制器和4G通信模块整合到了一起,通过统一的Linux系统进行管理。

而在车云看来,华为的鸿蒙OS未来或许也能够实现这一操作模式。原因就像前文所说,鸿蒙OS基于确定时延引擎和高性能IPC技术使得系统的响应时延降低了25.7%,其能够精准控制延时在5毫秒以内,甚至达到亚毫秒级。此外,基于微内核技术,鸿蒙OS可显著提升安全等级。基于此,不难看出,鸿蒙系统具备统一管理自动驾驶和智能座舱两大域控制器的能力。

在实现路径上,则可以通过虚拟化技术。据了解,因为这些域不一定要挂在独立真是的硬件上,可以是虚拟化后的虚拟硬件实体。

举例来说,我们可以采用一个高性能且集成化的硬件,在其中的处理器之上运行虚拟化,将整块硬件虚拟化成多个功能实体,每个功能实体就代表了一个或者几个域,从而可降低了系统的重量、成本以及操作的复杂度。

基于此,我们可以看到,自动驾驶和智能座舱两者在一定层面上是有可以重合的功能。因此,通过虚拟化技术,可以将两者共同管理在同一个操作系统上,当那一部分被用户所需要时,则可以快速响应用户的需求。同时,还可以降低车企在软硬件层面上的成本。

鸿蒙的挑战

从华为对外发布的消息来看,鸿蒙无疑是非常强大的。但鸿蒙想要“上车”,却也面临着不小的挑战。

首先,也是最重要的一点,在于应用生态系统的建立。今年6月18日,华为创始人任正非在接受采访时说:“与苹果、安卓相比,我们的缺点是没有生态,只是一个纯技术性操作系统。”

而在开发者大会上,余承东也直言表示,华为消费者业务的“漏洞”主要是“生态漏洞”,“主要是Windows生态和安卓生态的漏洞,一个鸿蒙就可以把两个洞全补了,因为两个洞是一个洞。因为我们鸿蒙做的是面向多平台的。”但要想建立如安卓一般强大的生态,也不是一朝一夕可以实现的。

而华为为了解决这一问题,也在发布会现场表示,鸿蒙系统将进行开源,让众多开发者共同构建鸿蒙生态系统。同时,还有业内人士认为,华为在搭建生态的方式上与谷歌有很大的区别。谷歌是做好了软件平台,让大家免费接入,而华为则是卖硬件。

现阶段,华为的硬件已经从基站到路由器到手机、电视、手表甚至手环了,假以时日,待鸿蒙成熟时,华为的生态内硬件设备规模已经超过10亿了。

而在车机方面,华为的应用生态则可以通过鸿蒙系统与手机以及其他硬件设备之间进行打通,无需在专门为车机研发专用的应用程序。

此外,相较于应用生态建设,华为在汽车领域所面临的最大的挑战,一方面在于基于鸿蒙系统对于整车的电子电气架构的重建;另一方面则在于车企对于华为鸿蒙系统的信任。

在建约车评的报道中,特斯拉之所以能够实现一个操作系统可同时管理两个不同的域控制器,是因为特斯拉能够从底层改造自己的整车电子电气架构,并自己研发和定义芯片,从而打造了自己全新的汽车OS。

华为在汽车领域除了5G技术之外,也推出了自主研发的自动驾驶芯片,但与特斯拉不同之处在于,华为并不能够重新定义整车电子电气架构,这是掌握在车企手中的。

此外,相较于BAT,华为在车载操作系统上可谓是晚了一步,BAT已经逐渐搭载起了自己的生态系统,也正在近乎拉帮结派的与车企进行合作。

华为鸿蒙系统虽然并不是专为汽车打造的操作系统,但作为物联网时代的一个大的接入口,汽车领域势必是华为要重点“攻占”的行业,因此,当自身生态系统尚未完善时,车企对于是否要用其操作系统,也存在一定的不确定性。

不过,在汽车市场上,华为并不造车,其目的是成为汽车市场中的增量供应商,那么相较于BAT,华为则完全可以以车载OS供应商的角色为车企服务。明年,鸿蒙系统将正式在车机上应用,具体如何,拭目以待。

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