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在過去的2022年，汽車行業(yè)最熱門的話題就是“軟件定義”。實際上，從電信到醫(yī)療，從工業(yè)制造到交通運輸，各行各業(yè)都在向著“硬件標準化+軟件定義”的方向演進。
回想手機行業(yè)，硬件也曾經(jīng)是多種多樣，其中用到的軟件則很少。如今的手機硬件看上去都差不多只是一塊屏幕，而豐富多彩的功能基本上都是由軟件來實現(xiàn)的。
汽車產(chǎn)業(yè)也在發(fā)生著手機歷史上類似的巨大變革，而關(guān)鍵點同樣在于軟件，特別是嵌入式軟件。在全球嵌入式軟件市場，有一家舉足輕重的公司——風河。
成立40多年，風河如何成長為全球第一大嵌入式RTOS廠商
1981年，勞倫斯伯克利國家實驗室前研究員Jerry Fiddler在加利福尼亞州伯克利市的一個車庫里創(chuàng)建了風河公司。
1987年風河推出了VxWorks，是首個具有跨計算機網(wǎng)絡通信能力的實時操作系統(tǒng)（RTOS），VxWorks也是目前應用最廣泛的RTOS（實時操作系統(tǒng)），VxWorks平臺用途廣泛，支持美國國家航空航天局（NASA）的好奇號漫游車、網(wǎng)絡設備、工廠機器人及其他許多類型的工業(yè)設備。VxWorks還用在與消費者接觸的硬件（比如醫(yī)療設備）中。
2009年，英特爾以8.84億美元收購風河，這是英特爾早期業(yè)務多元化的一部分，目的是為了滿足嵌入式設備和物聯(lián)網(wǎng)市場的需求。此后，風河在英特爾的汽車業(yè)務板塊也開始扮演重要角色，包括后面奧迪A8等車型量產(chǎn)項目，并且還貢獻了實時操作系統(tǒng)VxWorks和英特爾的Helix云基礎(chǔ)架構(gòu)業(yè)務構(gòu)建。
2018年4月，英特爾把風河賣給了私募股權(quán)公司?TPG CapitalLP。
2021年3月，風河推出云原生平臺Wind River Studio，用于關(guān)鍵任務智能系統(tǒng)的開發(fā)、部署、運作和服務，能夠滿足信息安全性、功能安全性和可靠性等方面特別嚴苛的要
根據(jù)風河的公開信息，2021年，風河的營收約為4億美元，目前擁有1300名員工，包括1000名技術(shù)人員。
截至到2022年，目前風河的軟件涉及全球1700多家客戶的20多億部邊緣設備，而在其中扮演重要角色的正是Wind River Studio（云原生平臺），廣泛用于開發(fā)、部署、運營高可靠性、高安全性的關(guān)鍵任務智能系統(tǒng)。
成立多年來，風河已經(jīng)成為全球第一大嵌入式RTOS廠家，也是全球第一大嵌入式Linux廠家，硬實時操作系統(tǒng)長達30年的霸主，市場占有率超30%，主要收入來自4個領(lǐng)域，分別是宇航與國防、工業(yè)與醫(yī)療、電信以及汽車。
在汽車領(lǐng)域，除了自動駕駛軟件價值凸顯，操作系統(tǒng)以及智能座艙系統(tǒng)的軟件價值也在提升，成為志在智能網(wǎng)聯(lián)電動汽車未來的各公司必爭之地。
風河如何布局汽車產(chǎn)業(yè)？
風河產(chǎn)品包含2個嵌入式OS平臺：Linux和VxWorks，基于Eclips支持這兩個平臺的開發(fā)工具Workbench、On-ChipDebugging工具產(chǎn)品（即JTAG仿真器）、測試管理工具和工程服務。?VxWorks是由支持多核、32/64位嵌入式處理器、內(nèi)存包含和內(nèi)存管理的VxWorks 6.x和VxWorks5.x，Workbench開發(fā)工具（包括多種C/C++編譯器和調(diào)試器），連接組件（USB、IPv4/v6、多種文件系統(tǒng)等），先進的網(wǎng)絡協(xié)議和圖像多媒體等模塊組成。除了通用平臺外，VxWorks還包括支持工業(yè)、網(wǎng)絡、醫(yī)療和消費電子等的特定平臺產(chǎn)品。
這些領(lǐng)域的特點是硬件運算資源非常弱，與今天的臺式機比差距有20-30年，航天器的CPU一般都很弱，最多的是SPARC（可擴充處理器架構(gòu)），然后還有PPC/MIPS的，這是因為太空中有輻射，要抗干擾。主頻一般是10MHz～100MHz，但對可靠性要求極高，實時性要求更高，絕對硬實時，延遲要求是納秒級。VxWorks是確定性的、基于優(yōu)先級的搶占式RTOS，具有低延遲和最小抖動。而這一特性剛好非常適合汽車領(lǐng)域的需求。VxWorks輕可以松達到汽車領(lǐng)域最高的ASIL-D級認證，更難得DO-178C A級認證它都過了。針對汽車領(lǐng)域常用的C++和智能駕駛算法領(lǐng)域最常用的Python兼容性良好，對車規(guī)級以太網(wǎng)上層協(xié)議棧TSN標準兼容性良好，對無人駕駛最常用操作系統(tǒng)ROS 2.0兼容性良好，也兼容自適應Autosar。
目前智能汽車針對安全實時性任務和非安全實時性任務是基于硬件或操作系統(tǒng)分區(qū)的，也就是由CPU基于底層硬件掌控的，對用戶透明度低。這種方法，隔離程度差，安全性不高，也不夠靈活。風河是虛擬機大師，Helix在飛機航天系統(tǒng)上也有應用，其中就包括中國的運7。?風河認為服務導向型即SOA架構(gòu)或者說軟件定義汽車架構(gòu)，應該由虛擬機分區(qū)管理。而這也是風河的強項，因為風河有Helix虛擬機平臺。
據(jù)了解，在汽車領(lǐng)域，風河目前的產(chǎn)品包括：Helix虛擬機平臺、VxWorks、嵌入式Linux，此外還有STARLING X、以及針對TSN的車載以太網(wǎng)操作系統(tǒng)。值得一提的是2021年發(fā)布的Wind River Studio，可與其智能車輛架構(gòu)（SVA）平臺相集成。這是一套用于管理智能車輛軟件的組件和方法。
Wind River Studio是一個完全基于云的、基于Kubernetes和容器的架構(gòu)，用于大規(guī)模部署和管理分布式邊緣網(wǎng)絡；同時，集成的數(shù)據(jù)收集、監(jiān)控和報告工具，優(yōu)化分布式云網(wǎng)絡的管理和運行。同時，Studio還提供了一個DevSecOps環(huán)境來構(gòu)建、測試和模擬智能系統(tǒng)，以及核心到邊緣的業(yè)務編排，實現(xiàn)分布式云網(wǎng)絡和應用服務的高效管理和自動化。Wind River Studio為汽車行業(yè)開發(fā)軟件定義智能系統(tǒng)，并繼續(xù)投資和開發(fā)該平臺，以服務電信等其他行業(yè)。這個平臺涉及遠端云計算、數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)級安全、5G和AI/ML在內(nèi)的無縫技術(shù)集成，為汽車等行業(yè)提供產(chǎn)品全生命周期的關(guān)鍵任務智能系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境。
Wind River Studio還是一個全集成的產(chǎn)品，包括云平臺技術(shù)，還有云架構(gòu)，最終目標是幫助企業(yè)應對剛才所講的各個場景之下的自動化挑戰(zhàn)，同時還有內(nèi)建的機器學習和數(shù)據(jù)分析的能力。使用的這一套完整的解決方案，就相當于在自己的企業(yè)應用環(huán)境里面可以完全掌握自動化控制技術(shù)和工具。關(guān)鍵任務智能系統(tǒng)將是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基石，遍布于交通、電信、航空航天和國防以及醫(yī)療技術(shù)等各個行業(yè)。圍繞遠端邊緣云、5G、AI/ML、實時性能、信息安全性、功能安全性和可靠性，這些精密復雜的系統(tǒng)將產(chǎn)生多種多樣的需求。
在Wind River Studio Linux Service中，風河提供以下服務：
CVE和合規(guī)性掃描
安全性與合規(guī)性分析和修復
生命周期安全
確保全生命周期性能穩(wěn)定
架構(gòu)和實施
如果用汽車來做類比的話——上述前兩項服務類似于安全診斷服務，以及對現(xiàn)有漏洞的緩解或修復；接下來的兩項服務類似汽車服務合同，旨在解決項目在未來幾年的部署和支持過程中面臨的生命周期挑戰(zhàn)。通常情況下，部署后會出現(xiàn)某些困難挑戰(zhàn)和意外升級成本，需要采取規(guī)范的方法來管理風險和安全漏洞，解決漏洞和合規(guī)性問題。
架構(gòu)和實施服務則是幫助客戶從構(gòu)思階段或概念驗證階段轉(zhuǎn)向成功的可部署產(chǎn)品，這包括系統(tǒng)架構(gòu)、功能設計和集成，以及整個軟件開發(fā)生命周期(SDLC)的長期可管理性問題，得到了汽車、工業(yè)、醫(yī)療和航空航天行業(yè)中很多企業(yè)的使用。
當然，有些企業(yè)可能想利用NXP、TI或AMD等半導體供應商提供的特定于主板的Linux系統(tǒng)，或是建立基于自己Yocto項目的發(fā)行版。但無論如何開發(fā)自己的Linux平臺，都必須克服一些共同的挑戰(zhàn)，例如減少開源項目風險，加快應用程序部署速度，降低總體擁有成本等。
通過風河的技術(shù)，可以幫助客戶在網(wǎng)絡的邊緣節(jié)約75%的成本。通過將邊緣計算部署到5G網(wǎng)絡中，將會實現(xiàn)云和移動設備之間的物理距離最小化，提供更快的反應速度，為每平方公里的數(shù)百萬個設備提供僅有毫秒級延遲的高速互聯(lián)機制。Wind River Studio是一個平臺化產(chǎn)品，它能夠幫助大家成功且便捷進行引進技術(shù)的一個部署，而且可以非常好的針對不同垂直領(lǐng)域的場景進行應用,它里面的這個技術(shù)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析，實時的進行這個自動化操作，能夠應對行業(yè)當中的很多挑戰(zhàn)，而這些功能都是在單一平臺上實現(xiàn)的。
據(jù)了解，2022年5月，風河公司宣布與全球最大汽車技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)現(xiàn)代摩比斯（Hyundai Mobis）和現(xiàn)代AutoEver建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，基于Wind River Studio進行汽車軟件框架開發(fā)與持續(xù)性測試、自動化能力測試以及先進軟件生命周期管理。
軟件驅(qū)動汽車業(yè)的未來
Gartner預測數(shù)據(jù)顯示，2022年，企業(yè)生成的數(shù)據(jù)中將有超過50%是在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心或云之外進行創(chuàng)建和處理。隨著越來越多的計算工作負載從數(shù)據(jù)中心被轉(zhuǎn)移出去，計算模型正在演變?yōu)橹悄茉坪椭悄苓吘壞Ｐ停渲写蟛糠值脱舆t計算都發(fā)生在任務關(guān)鍵型智能系統(tǒng)之中。福布斯(Forbes)的一項研究表明，汽車行業(yè)領(lǐng)導者認為，在未來五年內(nèi)高達30%的營收增長機會都將以智能系統(tǒng)方法為戰(zhàn)略中心，而且整個行業(yè)的許多核心需求都必須做到預先就緒。據(jù)麥肯錫預測，到2030年汽車中軟件價值占比將達到30%，屆時全球汽車軟件市場規(guī)模將高達840億美元?！坝布A埋，軟件升級”成為當下車企的主流策略，未來兩年將成為L3及更高級別自動駕駛發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點，具有領(lǐng)先軟件和算法能力的車企、軟件供應商有望獲得重要機遇。
汽車的概念產(chǎn)生于1800年代的德國與法國，而真正的汽車產(chǎn)業(yè)革命發(fā)生于1920年代的美國。從1880年代到1920年代的40年里，對許多元素進行了大量的實驗性探索，?例如轉(zhuǎn)向操縱、動力及傳動、乃至命名“斯坦利蒸汽汽車（Stanley Steamer）”。時至今日，一個新的問題出現(xiàn)了：我們是否又一次處于1920年代那樣的轉(zhuǎn)折時代？未來的汽車將不再由內(nèi)燃機來定義，而是由軟件來定義？又或者我們還處于實驗探索的時代，就像1800年代至1920年代那樣經(jīng)歷著產(chǎn)品革命？
企業(yè)管理顧問鼻祖彼得德魯克常常說：“我們的過去和現(xiàn)在決定我們的未來！”這正是我們現(xiàn)在面臨的境況。汽車業(yè)正走走向完全不同的未來——電動、新的營收來源、軟件為中心的開發(fā)與管理模式，客戶、產(chǎn)品和企業(yè)之間的高度互連將會帶來完全不同的體驗。汽車代理商還會存在嗎？加油站還會存在嗎？隨時獲得數(shù)據(jù)反饋將會讓汽車保險變成什么樣子？所有這些問題，都代表著一整套轉(zhuǎn)型策略，其核心則是產(chǎn)業(yè)完全智能化、軟件為中心的體驗，覆蓋著制造商、客戶以及整個生態(tài)系統(tǒng)。
筆者認為，未來智能網(wǎng)聯(lián)電動汽車的軟件價值，必然會高于其硬件價值，如果計算智能網(wǎng)聯(lián)電動汽車生命周期的價值而言，軟件價值將會大大高于其硬件價值，并且軟件價值是更接近互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式的，這也是目前汽車行業(yè)最希望看到的轉(zhuǎn)變。其中的引領(lǐng)者包括特斯拉等諸多新能源汽車的佼佼者，而風河將成為搭建智能網(wǎng)聯(lián)電動汽車基礎(chǔ)架構(gòu)的奠基者。
