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汽车软件面临安全性挑战 |
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1/30/2012 4:37:00 PM
汽车商业评论 作者：刘杨
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从现在开始，汽车销售员应该开始学习并熟悉一些新的公司名字，比如微软、QNX以及风河（Wind River）。这些企业的产品在过去十年里慢慢进入汽车领域，逐渐提升自己的重要程度，虽然你永远也不会在车里看到它们。
它们统一的称谓是车载嵌入式软件供应商。汽车电子的发展已经变得越来越复杂，一大批新颖而有趣的设备或应用出现在车里。它们不是仅仅将手机整合到车载娱乐系统或导航之中，那都是旧黄历了。汽车制造商们如今思考的是，如何延展和加强车的移动通讯能力，将其改造为一个大型的移动设备。
用不了多久，汽车软件就会达到一个临界点——不再只是需要一些电子设备，而是一个完整的操作系统，那些让人欣喜的娱乐或导航功能只是嵌入其中的某些软件或硬件而已。对主机厂来说，他们必须清楚地认识到，推动下一波汽车移动设备发展的新软件，其发展趋势不是去取代或提升已经存在的功能，而是要具备接纳和整合能力的一套系统。
实际上，被用作本文标题的这个句子，曾是业界对风河公司成立后的一个期望——在微软的视窗系统之外，人们希望看到一个更为稳定和值得信赖的实时操作系统。1981年，Jerry Fiddler在美国加州柏克莱的一间车库中创立风河。和大多数的IT公司一样，起名字总是随意的结果——公司名称的灵感来自于Jerry Fiddler常去度假的Wind River山脉（位于美国怀俄明州）。
1987年，风河推出了“VxWorks”实时操作系统（RTOS），在之后的数年里，VxWorks用自己的客户名单证明了其出色的可靠性：在美国火星车、海军无人飞机、波音787以及伦敦地铁上，这套软件系统承担着基础的平台工作。
2011年11月，在风河北京开发者大会上，车载解决方案资深产品经理佛兰兹?沃肯巴赫（Franz Walkembach）告诉《汽车商业评论》，在一个新的研发思路中，VxWorks将会成为车载软件的基础平台。
这并非大材小用。如今，低端的车型一般会使用30到50个ECU来控制车身、门以及顶棚、座椅等。高端车会用更多的ECU，这意味着更大的软件系统。举例来说，奔驰S级的运转依靠的是超过2000万行的代码，而互联网车型需要的功能一旦介入，这个代码的规模会增加到3亿行以上。
目前，在车载系统等领域，微软和QNX仍然是最大的两家，其中QNX系统拥有超过75%的份额。全球有超过两千万辆汽车已经装配了QNX的授权软件，包括全数字仪表板、蓝牙免提系统、多媒体娱乐中控系统、车载联网模块和3D导航系统。
和风河的产品一样，QNX的应用范围极广，你可以用它控制保时捷跑车的音乐和媒体功能，也可以管理核电站，甚至是控制美国陆军的无人驾驶Crusher坦克。
新的参与者，新的思考模式。如果从软件角度看，我们的确可以把车载互联操作系统看作汽车业的一次革命性变化。汽车制造商会明显的感到力不从心，他们过去可以掌握汽车的所有——虽然部件外包，但设计和架构还是主机厂自己掌握，但在汽车电子，特别是嵌入式软件和系统方面，这几乎无法实现。
为了保持竞争优势，主机厂选择车载互联操作系统软件的时候，一个关键的因素是独一无二性。汽车公司希望能够与竞争对手区别开来。想象一下，就像电脑一样，如果所有的操作系统都是windows7，你剩下的只能是比拼硬件。这是主机厂最不愿看到的局面。
也许几年之后，当你买一辆车时，推销员和你讨论的除了外观、内饰和动力总成之外，还会询问你，究竟对哪种操作系统更为有兴趣，是安卓（Android）、Linux还是Windows，或其他。
开车上网
2011年12月7日，中国联通与宝马公司在上海举行新闻发布会，宣布将在中国合作推广BMW互联驾驶（BMW ConnectedDrive）服务。此时，距离宝马在华设立互联驾驶项目小组不过两年时间。在2011年4月的上海国际车展上，宝马已通过概念车“Vision ConnectedDrive”将互联驾驶概念展示给公众。驾驶员和乘客可以通过车载网络访问互联网、社交和对外通信的服务。
宝马互联驾驶项目经理弗兰西斯?丹斯（Francis Dance）解释说，宝马的Connected Drive包括三个支柱：首先是便利，如目前已经选装在车辆上的全景泊车辅助系统、蓝牙手机接驳功能等；其次是安全辅助功能，如平视显示系统、红外夜视系统、带自动启停功能的主动巡航系统、以及车道偏离警告系统等；第三是信息娱乐功能，如蓝牙流媒体播放、智能手机与BMW iDrive系统的集成等。
事实上，拆开来看，宝马目前的互联驾驶只是整合了若干已经存在的功能，并附加车载系统的联网能力，距离真正的互联车辆还有很远距离。它还是基于手机的互联，并且缺少车载系统最关键也是最基本的紧急呼叫功能，后者是通用安吉星（OnStar）的看家本领。从这点看，宝马和通用在车载软件系统上，采取了不同的出发点，一个从娱乐出发，一个从安全出发。
这也反映了主机厂对车载电子系统的不同思考。从大的层面看，汽车现在有三个发展趋势，持续地注重安全、环保和信息化。这很容易理解，但如何具体实施，则不尽相同。
一种思路是，怎样让车载信息系统很好地去适应用户实时在线的诉求、满足这样的需求。德国大陆集团信息娱乐及智能通讯业务单元中国区董事总监经明说：“最关键的一点就是有一种开放式的架构。”这种架构能够使新的应用可以被随时下载，使这个用户可以在获得新车之后，能够不断对它的信息娱乐系统进行升级，而且能够使这个用户始终保持在线状态。
大陆电子提出AutoLinQ理念， AUTO就是汽车，LINQ就是互联，把车和人还有外面的世界真正随时随地地互联、互通。
从某种意义上说，如何定义一个互联车辆，其实看你是站在什么立场，是消费者，还是汽车制造商，或是设备开发商。现在的车辆已经实现了互联——我们可以通过将自己的智能手机连接到汽车的声音系统上。这些互联功能已经伴随我们有几年时间了。但这不是真正意义上的革命或创新。
真正互联车辆所带来的创新在于，它可以将一些很好玩——也很实用的功能整合到驾驶体验之中。比如，新的娱乐内容，以手机方式取得的联通可能，声音控制的指令。主机厂为智能手机和苹果音频产品提供了各种可能的接口，来让汽车娱乐系统随时成为新的娱乐终端。
宝马沿着这个思路在前进。它用的是Linux系统，由风河开发、意大利供应商玛涅蒂?马瑞利提供集成。他们都是同一个联盟的成员。
软件和硬件供应商很早就发现，要想将新的操作系统推广到车上，一定得结合起来变成统一的平台和产品。他们在2009年成立了车载信息娱乐开源组织GENIVI联盟。这个联盟的目的是为车内信息娱乐系统提供软件和硬件的开发，通用汽车、宝马以及英特尔都是创始成员。
沃肯巴赫也是GENIVI市场营销理事会成员。GENIVI在全球有155个成员，30%来自美国，30%来自亚太和日本，40%来自欧洲，包括OEM、供应商以及软件公司和芯片公司，上汽是惟一的中国企业成员。
为了加快推进节奏，GENIVI分成几个专家组，每组有一个关键OEM来领导。这样可以更好地综合各个开发者的共同需求。目前，这个联盟投入更多精力的是Linux系统。沃肯巴赫说：“我们希望拿出一个Linux在汽车产业内的验证流程的框架。”
软件危机
即使对于风河这样的公司来说，做一套车载信息系统也并不轻松。沃肯巴赫对《汽车商业评论》说：“我们给BMW做的平台，有多达4万种要求要完成。”
这可能是软件与汽车硬件结合的过程中必然出现的难题。汽车电子的模块化解决方案让主机厂感到头疼，在追求个性的同时，它没法简单化和通用化。苹果手机的应用也许无法在摩托罗拉手机上使用，但未来福特的应用程序没准还得在宝马上使用。主机厂必须从开始就考虑未来的兼容和扩展性。
从市场份额看，微软和QNX提供了很好的选择，2011年12月16日，厦门金龙推出的车联网服务，就是用的Windows系统，它可以很好地实现厂家对车辆信息的监控和采集、分析。
GENIVI所看中的开源软件Linux同样提供了一个很好的备选方案，现在，大约70%到80%的汽车软件是基于开源软件。
同时，随着智能手机的发展，另一个开源软件安卓正在成为新的车载解决方案。一些相对低端或是后装市场的车型，多会选择这个系统。根据风河的判断，它的市场前景，在不同地区有不同的可能。比如中国，安卓系统手机应用广泛，车载应用会很快出现，比如上汽荣威550。在德国，宝马和奔驰也在测试这个系统，不过短期内不会变成量产产品。
沃肯巴赫说：“相比国外，中国市场推广车载系统，比欧美要简单，因为中国还没形成自己的软件惯性，这里喜欢安卓，所以我们也会加强安卓的开发，做出预装和后装的产品。”
实际上，安卓应用并不会因为其低成本而减少功能性，在安卓方面，包括多窗口、智能手机接入、2秒快速启动、摄像头使用、人机界面10秒启动，这些指标，风河在研发中不会调低。
不过，开源软件虽然逐步取得厂家的青睐，但它的商业化安全一直是个问题。主机厂需要判断，如果自己要的是强调娱乐，那么安卓就合适；如果强调车辆信息管理，也许windows就够了；如果为了稳定，那么Linux的商用产品相对成熟；但如果需要极高的可靠性，主机厂还得考虑风河或QNX的军工级产品。
汽车产品的复杂性使其多年来形成了对零部件供应商非常严格的测试以及验证过程，如何把来源并不可靠的软件产品纳入到车辆之内，是他们必须思考清楚的，否则主机厂对车辆产品的安全承诺就变得无法保证。
比如，在苹果推出应用商店模式后，主机厂也希望通过建立这样的模式，来提升车载软件和功能的多样性，大陆就希望建立一套安全体系以及筛选机制，来筛选应用程序给汽车用。
这个思路在手机上可以很好地开展，是因为手机的安全性不会对使用者的生命带来威胁。但在汽车上，如果无法控制应用程序的使用，驾驶者很容易陷入危机之中。
德尔福在2005年就开始做车载信息系统的前瞻研发。朱立毅是这个部门在中国的前瞻研发经理。德尔福的思路是把车载机头和智能手机之间关联起来。朱立毅说：“手机里面有什么，很容易发到机头里面去。这解决了一个什么问题呢？新的应用出来，依然可以用到车上。”
德尔福的做法平衡了消费电子和汽车的生命周期，消费电子相当于2年的生命周期，半年的开发周期，汽车则相当于9年以上或者3年多的开发周期。“你的车现在买了，几年以后还是跟实际生活比较接近。”朱立毅说。
不过，随着连通性的增加，网络的广泛应用，网络下载、应用商店等的出现和发展，汽车本身的安全成为最重要问题。
汽车电子需要很强的互联性，但是当各项新功能通过CAN总线连接起来时，就可能出现安全问题，包括怎么防止病毒入侵。比如Google开发安卓系统时不用考虑汽车消费者的安全需求，但当汽车引入这个操作系统时，就要为安全负责。
通过硬件来处理是最便捷的，比如用两套系统分别处理娱乐和车辆管理，但这会带来很高的成本。
风河希望未来可以通过虚拟机（Hypervisor）模式，来在软件层面实现车载系统的安全。这家公司是这方面的高手，虚拟机被广泛应用于风河的国防军工订单中。
这个虚拟机建立在英特尔的芯片组上，虚拟机上有三个分区：两个是Linux，另外一个是VxWorks。
两个Linux分区，其中一个是基于GENIVI系统平台，在安全环境下运行，第二个Linux分区主要用于网络连接、下载等，所以它的环境相对不受保护。VxWroks环境主要负责安全指标，比如速度控制、油耗控制等。
从运行优先上看，VxWorks用来启动整个硬件设备，然后Linux启动子系统，比如音频、视频、导航等。一旦出现新问题，Linux区块可以被关闭或重启，但其他系统正常运转。虚拟机可以在安全层面来决定哪些软件是恶意，哪些是无效，对新的信息进行过渡，然后对其进行关闭或处理，来保护整个系统。
2012年开始，汽车软件系统需要符合ISO26262的认证。沃肯巴赫说，这套系统虽然成本较高，但它未来可以很好的符合法规要求。比如不同分块，有些分块可以放入已经通过验证的软件，那些还不合规的软件，可以暂时放到别处，而一些很新的应用，可以放到新分区，这样既保证了系统的运转，也满足了用户对新软件的需求。
车载信息系统带来了更为出色的驾驶体验和乐趣，也带来很多潜在的问题，无论是刹车系统还是GPS系统，软件故障都不是一个小问题。这是我们面临的新问题。
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