漫谈车载操作系统发展趋势操作系统（Operatingsystem

操作系统（Operatingsystem ， OS）管理着计算机系统的所有软硬件，是汽车行业的关键软件平台。小到几千行代码的简单控制程序，大到Linux、macOS、iOS和Windows等千万级代码的桌面级操作系统，每个操作系统在功能、程序大小、复杂性、开发工作、硬件需求、维保成本等方面都存在较大差异。
维基百科上虽然有Linux和QNX等主流操作系统的基本介绍，但涉及车载操作系统的信息则少之又少。本文将在介绍操作系统基本概念的同时，着重讲述车载操作系统的发展情形与趋势。
一、操作系统概述
操作系统提供计算机硬件和应用程序之间的接口，通过遵循编程到操作系统中的规则和程序，限制应用程序使用硬件；提供简化应用程序开发和执行的服务，包括将程序加载到内存、与传感器和执行器通信、存储结果等各种硬件资源管理的功能，还包括如中间件、库及其他系统软件功能。
操作系统的性能和生态系统对于开发“软件定义汽车”所需的应用程序和软件平台是至关重要的，一个好的车载操作系统需要大型生态系统和可靠的架构支撑。
车载操作系统要求如下表所示：

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*ISO26262认证：道路车辆功能安全国际标准；
*ASIL等级：AutomotiveSafetyIntegrityLevel ，汽车安全完整性等级；
*ADAS：AdvancedDriverAssistanceSystem ，高级驾驶辅助系统；
*AV：AutonomousVehicles ，自动驾驶汽车；
*ECU：ElectronicControlUnit ，电子控制单元；
*OTA：Over-the-AirTechnology ，空中下载技术；
*RAM：RandomAccessMemory ，随机存取存储器；
*MCU：MicrocontrollerUnit ，微控制单元。
操作系统的特性决定了其能力。例如，单任务操作系统一次只能运行一个程序，而多任务操作系统可以同时运行多个程序。单用户操作系统无法区分用户，但可允许多个程序同时运行；多用户操作系统允许多个用户同时与系统交互，扩展了多任务处理以运行来自多个用户的程序，需要跟踪每个用户正在使用的软硬件资源。
二、操作系统内核（OSkernel）
内核，是一个操作系统的核心，是基于硬件的第一层软件扩充，提供操作系统最基本的功能，也是操作系统工作的基础。内核负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性，是连接应用程序和硬件的桥梁。目前主流的操作系统内核架构有两种：宏内核和微内核。
宏内核将所有系统调用和操作系统服务都整合在一起，优点为性能良好，而缺点在于耦合度高：一旦其中一个模块出现问题，其他所有模块都可能受到影响。 Linux就是一种主流且经典的宏内核操作系统。

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微内核的内核功能模块通常是尽可能少的，只提供操作系统最核心的功能。对比宏内核，微内核架构多了系统调用的过程，因此性能相对较差，但其耦合度相对较低，具备更好的伸缩性和扩展性，从而使系统更加稳定；其模块化的操作系统结构，更适合于大多数汽车的ECU系统， QNX实时操作系统就是其中的佼佼者。

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三、虚拟机管理程序操作系统（HypervisorOS）
虚拟机管理程序是用于管理多个操作系统及其应用的小型软件平台，也被称为虚拟机（VM ， VirtualMachine）监视器，可运行各类VM软件。就汽车领域而言，如何将车载信息娱乐与功能安全（例如备用监视器的音响主机显示器）结合起来，是虚拟机管理程序至关重要的内容。