汽车操作系统(简称Car-OS)是运行在异构分布硬件架构上的实时安全平台软件，它提供了一系列的功能框架，这些框架为整车及部件的感知、规划、控制等功能提供了必要的支持和保障，并向上支撑智能网联汽车生态的软件集合。
汽车电子电气架构逐步从分布式到域集中式到中央计算架构，对应的操作系统也逐步从分布式嵌入操作系统发展到域集中操作系统，同时面向中央计算架构的基于SOA软件体系的整车操作系统也在兴起。
目前量产汽车操作系统主要是域集中式操作系统，一般包括3个以上的子系统，对车身、座舱、自动驾驶分别控制。
整车操作系统被越来越多厂商提及，且有部分主机厂和供应商发布了整车操作系统，但各家的定义和解决方案差别很大，对整车操作系统的形态存在争论。
自动驾驶解决方案逐步从模块化控制发展到基于大模型的端到端控制，适应端到端自动驾驶的操作系统也在转变之中，同时也在探索多种开发合作模式。
基础型操作系统格局稳定，QNX、linux和安卓系统呈三足鼎立之势，且各有优先适配的场景;国产基础操作系统方面，华为鸿蒙在快速发展，版本迭代、生态系统建设都在快速建设之中，配合鸿蒙智行系列车型的发展，也将在车载操作系统领域获得一定的市场份额;诸如睿赛德等公司从物联网操作系统的积累，也在打造汽车行业的操作系统解决方案。
整车操作系统不是推倒重来，而是在原有域集中操作系统的基础上增加了中间件和OS工具链，进行跨域的通信和算法、资源调度。比如东软睿驰即将发布的整车操作系统解决方案;因此面向整车操作系统的生态有扩大的趋势，为各软件供应商提供了更多机遇。
类似特斯拉的软硬件全栈自研路径有很高的规模壁垒、资金壁垒和人才壁垒，对于大多数主机厂并不适用;采用自主定义软件架构和优先开发应用层的原则，广泛与第三方供应商合作，才将是行业主流。
一、汽车操作系统产业概况
汽车操作系统的定义
汽车操作系统(简称Car-OS)是运行在异构分布硬件架构上的实时安全平台软件，它提供了一系列的功能框架，这些框架为整车及部件的感知、规划、控制等功能提供了必要的支持和保障，并向上支撑智能网联汽车生态的软件集合。作为汽车智能计算基础平台的重要组成部分，汽车操作系统是确保汽车安全、实时和高效运行的重要基础和核心支撑。从类型上来看，汽车操作系统可以分为狭义和广义两种。狭义的汽车操作系统单指系统软件中的操作系统内核部分，而广义的汽车操作系统则包含了功能软件和系统软件等多个层级，本报告的研究对象为广义操作系统。
汽车操作系统具有以下几个关键特点
汽车操作系统分车控操作系统和车载操作系统
汽车操作系统的分类主要依据其功能和应用领域进行划分。全国汽车标准化技术委员会在2019年发布的《车用操作系统标准体系》中，将汽车操作系统分为车控和车载两类。车控操作系统即车辆控制领域，主要包括安全和智能驾驶;车载操作系统则主要面向信息娱乐和智能座舱领域。
安全车控操作系统
车控操作系统主要面向经典车辆控制领域，如动力系统、底盘系统和车身系统等，对实时性和安全性要求极高。为保证车辆的安全可靠，车控操作系统一般需要满足ASIL-B以上等级功能安全要求(安全车控操作系统需满足ASIL-D)，并根据自动驾驶需求进行适度扩展。车控操作系统包括系统软件和功能软件。系统软件创建了复杂嵌入式系统的运行环境，包含内核以及与AUTOSAR软件架构类似并兼容的中间件层，系统软件运行在通用计算单元与控制单元上。功能软件利用硬件及系统软件接口，针对智能驾驶应用提供实时、安全框架，算法共性组件及重要服务等通用模块。
车控操作系统的发展历程可以大致分为以下几个阶段
智能驾驶操作系统架构目前分两类，量产车型仍以模块化架构为主
智能座舱操作系统
智能座舱操作系统主要为汽车信息娱乐服务以及车内人机交互提供控制平台，是汽车实现座舱智能化与多源信息融合的运行环境，对操作系统的实时性与可靠性要求并不严苛。主流车型的智能座舱操作主要包括QNX、Linux、Android等，传统智能座舱操作系统中QNX占据了绝大部分份额，近年来，智能座舱的娱乐与信息服务属性越发凸显，开源的Linux以及在手机端拥有大量成熟信息服务资源的Android被众多主机厂青睐，成为后起之秀。
基础型操作系统市场格局
国外厂商QNX(Blackberry)、Linux(开源)、Andorid(Google)构成车载操作系统三大阵营且较为稳定。国外多基于Linux开发，国内多基于Andorid开发;而有着高实时性，安全性的自动驾驶控制系统目前仍多以Linux/QNX开发为主。
底层的基础操作系统研发是一个系统工程，开发难度大、开发周期较长，需要投入大量的人力、财力，基本没有企业会全新开发基础操作系统，目前基础操作系统主要被国外垄断，国内只有华为鸿蒙在开发基础操作系统。
基于成本和研发效率，绝大部分主机厂和供应商基于基础操作系统开发定制型汽车操作系统
大众汽车操作系统(VW.OS)是CARIAD技术堆栈中所有基于软件的功能的核心，VW.OS将大众汽车内部开发与第三方解决方案相结合，形成一个可扩展的统一软件平台。
CARIAD技术堆栈由三层组成:
CARIAD中国与地平线、中科创达等中国市场供应商一起共同开发高级自动驾驶辅助系统及智能座舱功能，以期为大众CEA架构的车辆赋能。CEA电子电气架构是大众与小鹏汽车等合作开发的。
主机厂和供应商基于Android系统开发智能座舱解决方案
虽然安全性、稳定性不足，但由于车载信息娱乐系统对安全性要求相对较低，Android仍然凭借其上述优点在国内车载信息娱乐系统领域占据主流地位。尤其是自主品牌、造车新势力纷纷基于Android进行定制化改造，推出了自己的汽车操作系统，如蔚来NIOOS、小鹏XmartOS等。
系统开源
跨平台特性
丰富的应用生态
汽车软件中间件
汽车软件中间件是广义汽车操作系统中一个至关重要的组成部分，它位于应用层和基础操作系统之间，起到了连接和协调不同电子控制单元(ECU或DCU)的作用。
汽车软件中间件代表厂商
>海外Tier1基于传统的ECU基础软件平台发展中间件业务，国内的Tier1多基于域控制器发展中间件业务;还有部分独立软件供应商基于安全、通信、智能网关、智能驾驶人机交互等独特的软件能力发展中间件业务。
开放组织:Covesa
Covesa组织成员
截至2024年2月，Covesa联盟有3个创始成员，11个核心成员，37个协会成员，26个联合成员。
开放组织:AUTOSAR
>2003年，BMW,Bosch,Continental,DaimlerChrysler,Volkswagen,SiemensVDO等公司联合建立了AUTOSAR联盟，目的是一起开发并建立一套真正的开放的汽车电子电器架构。
>AUTOSAR是AUTOmotiveOpenSystemArchitecture(汽车开放系统架构)的首字母缩写，由汽车制造商，供应商以及工具开发商联合开发，致力于为汽车工业开发一个开放的、标准化的软件架构。AUTOSAR这个架构有利于汽车电子系统软件的交换与更新，并为高效管理愈来愈复杂的汽车电子、软件系统提供了一个基础。AUTOSAR在确保产品及服务质量的同时，提高了成本效率。该架构下，硬件和软件以及不同的软件组件之间的分离是通过基础软件包(BSW)进行的。AUTOSAR基础软件(BSW)进一步划分为服务层、ECU抽象层、微控制器抽象层和复杂驱动层。
AUTOSAR架构的主要特点是:
>模块化和可配置性
>有标准化接口
>提出了RTE的概念
RTE全称是RuntimeEnviranment，采用RTE实现了ECU内部和ECU之间的节点通讯，RTE处于功能软件模块和基础软件模块之间，使得软件集成更加容易。
>具有标准的测试规范
针对功能和通讯总线制定了标准的测试规范，测是规范涵盖的范围包括对于AUTOSAR的应用兼容性(例如RTE的需求，软件服务行为需求和库等)和总线兼容性(总线处理行为和总线协议等)，它的目标是建立标准的测试规范从而减少测试工作量和成本。
AUTOSAR标准有四个核心内容:ECU软件构架，软件组件(softwarecomponents)，虚拟功能总线(VirtualFunctionalBus)，AUTOSAR设计方法.
AUTOSAR目前有超过300个全球合作伙伴
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