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“理想星环OS”整车操作系统:是什么?能干什么?

芝能汽车  · 公众号  · 汽车  · 2025-03-29 09:41

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芝能智芯出品

理想汽车宣布将其自研整车操作系统“理想星环OS”全面开源,成为全球首家开源整车操作系统的车企。


我们从技术架构、开发背景及行业影响三个维度,分析理想星环OS是什么,能干什么?


理想星环OS涵盖车控操作系统、智能驾驶操作系统和通信中间件,通过软硬件解耦、资源优化及安全设计,显著提升了适配灵活性、系统性能、成本效率和安全性。开源旨在打破技术垄断,降低行业研发成本,推动协同创新,最终惠及消费者。




Part 1

开源整车操作系统的背景与意义



几年前苗部长“如果没有操作系统,芯片再强,汽车做得再好,都是在沙滩上起高楼,如果‘缺芯少魂’这个问题不解决,汽车产业走不快,也走不远”。


然后我们看到蔚来做OS了,这次理想做OS了,还开源了!开源不仅是对传统AUTOSAR架构的挑战,通过投入4年时间、200人团队和超过10亿元研发费用,理想汽车打造了一套高实时性、高可靠性的整车操作系统,并将其成果开放给全球开发者,有望加速行业技术迭代,为中国车企在智能汽车操作系统领域赢得更多话语权。


汽车行业正迈向智能化下半场,操作系统作为连接硬件与软件的核心层,其重要性日益凸显。长期以来,基于AUTOSAR架构的操作系统主导汽车电子控制单元 (ECU) 的标准化软件架构。


AUTOSAR 是欧洲和全球汽车企业主导的开放系统架构,致力于为汽车电子行业提供开放、标准的软件架构,其分为 Classic Platform (CP,经典平台) 和 Adaptive Platform (AP,自适应平台)


● AUTOSAR CP: 一般运行在 8bit、16bit、32bit 的微控制器 (MCU) 中,如英飞凌的 TC3xx,瑞萨的 RH850 等,芯片算力一般低于 1000DMIPs。


操作系统基于 OSEK 标准,通常由 CP AUTOSAR 供应商开发,如 AUBASS、VECTOR 等。


软件分为三层,即应用软件层(Application)、运行时环境 (Runtime Environment,RTE) 和基础软件层 (Basic Software,BSW)


软件模块间通过 RTE 交互,并通过 RTE 访问 BSW。BSW 又分为服务层、ECU 抽象层、MCU 抽象层和复杂驱动,应用于对实时性要求高、对功能安全要求高、对算力要求较低的场景,如引擎控制、制动系统等。采用基于信号的通信,主要包括 CAN、Lin、FlexRay 等。


● AUTOSAR AP: 可运行在 64bit 的高性能处理器 (MPU) 、CPU 等上,如瑞萨的 H3,也能运行在虚拟硬件上,可运行在算力高于 20000DMIPs 的芯片。操作系统是基于 POSIX 的,一般由专门的 OS 厂商开发,如 eSOL 的 eMCOS、黑莓的 QNX 等。


AUTOSAR的高授权费用和闭源特性使得芯片适配周期长达6个月,耗费大量人力且不确定性高,这在快速迭代的智能汽车市场中成为明显短板。


2020年全球芯片荒进一步暴露了供应链的脆弱性,交货周期延长和价格暴涨让初创车企如理想汽车在竞争中处于劣势,促使其于2021年启动自研操作系统项目,以应对不可控风险并提升自主能力。


在这里我们看到理想在自研的过程中,聚焦还是在座舱、智能驾驶和车控一体化控制器,所以在这个计算平台的基础上做的垂直化开发。


理想汽车选择将“理想星环OS”开源,源于对行业资源浪费和技术壁垒的深刻反思。李想认为,若每家车企都独立开发闭源系统,不仅重复投入巨大,还会延缓行业整体进步。


开源战略通过共享技术成果,降低了基础研发成本,避免了重复开发,增强了供应链抗风险能力。开源生态能够吸引全球开发者参与优化,推动技术标准化和协同创新。


在理想L系列的控制器里面,主要是Orin X (SoC) 和Tc397 (MCU) 两颗芯片,理想最初针对的就是这两枚核心的控制芯片。



Part 2

理想星环OS的技术创新与优势


理想星环OS是一套专为智能汽车设计的整车操作系统,包含智能车控OS、智能驾驶OS和通信中间件三大模块,支持从动力控制到智能驾驶的全域业务,通过软硬件深度协同,在算力、存储和通信带宽资源使用上实现核心优化。


例如,智能车控OS通过精细化调度灵活分配资源,支持多个功能共享硬件,最快4周完成芯片适配,较AUTOSAR节省近5个月;智能驾驶OS优化任务调度和图像处理,充分利用算力并通过虚拟化技术实现“一心多用”;通信中间件统一协议提升通信效率和安全性。


这些特性赋予系统高实时性、高可靠性及模块化灵活性,支持英飞凌TriCore、ARM Cortex-R、RISC-V等主流芯片架构。从技术层面看,理想星环OS突破了传统系统模块各自为政的局限,实现了感知-决策-执行全链路的全局优化。


● 在这里支持的芯片,SoC 包括 地平线 的J6M、英伟达 Thor-U和 舒马赫 SoC (自研)


● 支持的MCU 包括芯驰  E3640 、英飞凌TC3xx、瑞萨 U2 系列 和NXP   S32 系列。


理想星环OS的四大核心优势进一步凸显其工程价值,适配灵活性大幅提升,最快4周完成芯片适配,增强供应链弹性。


其次,性能显著增强,响应速度提高1倍,稳定性提升5倍,120km/h下AEB制动距离缩短7米,魔毯空气悬架提升驾乘舒适性。


成本效率更高,通过AI算力共享和虚拟化技术,性能损耗降低5倍,存储使用量减少30%,每年节省数十亿元物料成本。


安全性更强,三层安全体系 (云端-车端-控制器) 结合软硬件设计,签名验签速度提升4倍,确保数据隐私和系统防护。


备注:这里都是基于这个中央计算平台而言的,因为车企只要一个这样的控制器,而且四颗MCU芯片都用在中高端的方案上面。



小结


理想汽车历时4年、投入10亿元和200人团队打造的理想星环OS,通过开源模式为智能汽车操作系统领域注入新的活力,是对芯片荒等供应链挑战的成功应对,通过软硬件解耦、跨系统优化和资源复用,理想星环OS在性能、成本和安全性上实现了全面突破。


开源战略进一步放大其价值,降低了中小车企的研发门槛,其实主要是车企要用这个系统,零部件供应商用起来在理想汽车的项目可以进一步实施。










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