零念科技創始人兼CEO柯柱良:共建高安全可靠的中間件產品
發布時間:2023-08-18 責任編輯:wenwei
【導讀】上海零念科技有限公司(LinearX)是一家成立於2021niandechuchuangqiye,xiangbiqitacongshizhinengjiashijichuruanjianpingtaidegongsi,qijinrudeshijianbingbuzao,kuangqiehaimianlinzheguoneiwaijiliedejingzhenghuanjing。name,lingniankejichenglidechuzhongshishenme?zhejiagongsichanpinhejishudejingzhengliyouruhe?jinri,daizhezhongduodeyiwen,yanzhiqichezhuanfanglelingniankejidechuangshirenjianCEO柯柱良先生,並進行了深入的交流。以下為原文內容:
零念科技創始人兼CEO柯柱良
全球第一款L3級自動駕駛域控製器的見證者
柯柱良本科畢業於西安電子科技大學的通信工程專業,並在德國亞琛工業大學獲得計算機碩士學位。畢業後,他曾在華為、德國大眾、TTTech等多家企業任職,在此期間,參與主導了奧迪zFAS全球第一款L3級自動駕駛域控的開發工作。2018年,他外派回國後就職於上汽創時智駕,並擔任平台軟件技術負責人,負責上汽榮威、上汽智己等多個智能駕駛項目。2021年,他創立零念科技並擔任CEO。
其中,全球第一款L3級自動駕駛域控的研發經曆讓他一直引以為豪。奧迪zFAS先人一步隻是一方麵,更重要的意義在於它第一次真正實現了L3級自動駕駛的量產落地,難度之大可想而知。"我有幸參與了這樣一個具有開創性的大型項目,親身經曆了複雜型係統的構建,並驗證了它的可靠性、安全性。其中,很多係統邏輯和方法論對我們今天的工作依然有很強的借鑒和指導意義。"柯柱良表示。
談到項目本身,他感慨頗多:"整(zheng)個(ge)項(xiang)目(mu)過(guo)程(cheng)中(zhong)踩(cai)過(guo)的(de)坑(keng)很(hen)多(duo)。其(qi)中(zhong)一(yi)個(ge),是(shi)做(zuo)泊(bo)車(che)超(chao)聲(sheng)波(bo)雷(lei)達(da)係(xi)統(tong)的(de)時(shi)候(hou),係(xi)統(tong)單(dan)獨(du)運(yun)行(xing)的(de)時(shi)候(hou),工(gong)作(zuo)很(hen)穩(wen)定(ding)。但(dan)是(shi),再(zai)集(ji)成(cheng)進(jin)去(qu)一(yi)些(xie)其(qi)它(ta)軟(ruan)件(jian)的(de)時(shi)候(hou),由(you)於(yu)受(shou)到(dao)其(qi)它(ta)係(xi)統(tong)的(de)影(ying)響(xiang),超(chao)聲(sheng)波(bo)雷(lei)達(da)的(de)性(xing)能(neng)出(chu)現(xian)急(ji)劇(ju)下(xia)降(jiang)。經(jing)過(guo)多(duo)次(ci)試(shi)錯(cuo)和(he)磨(mo)合(he),才(cai)最(zui)終(zhong)發(fa)現(xian)並(bing)解(jie)決(jue)了(le)問(wen)題(ti)。當(dang)很(hen)多(duo)功(gong)能(neng)要(yao)集(ji)成(cheng)到(dao)一(yi)個(ge)域(yu)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)時(shi)候(hou),係(xi)統(tong)的(de)複(fu)雜(za)性(xing)大(da)大(da)增(zeng)強(qiang),解(jie)決(jue)各(ge)個(ge)係(xi)統(tong)之(zhi)間(jian)的(de)相(xiang)互(hu)幹(gan)擾(rao)就(jiu)是(shi)一(yi)項(xiang)很(hen)大(da)的(de)挑(tiao)戰(zhan)。"
其中,供應商的管理也是一個很棘手的問題。當時,奧迪的zFAS可以稱得上是行泊一體方案的"鼻祖"了。但是,當時芯片的性能遠沒有現在這麼強,一款智能駕駛域控要拚湊多達4~5顆SoC/MCU芯片,奧迪的zFAS域控製器采用的主控芯片有:英偉達的Tegra K1 VCM、Mobileye的EyeQ3、Altera的Cyclone V以及英飛淩的Aurix TC297T等。因此,這個項目必然需要調動多家供應商一起來做,管理難度可想而知。
某主機廠zFAS域控製器
"當時,這個項目有超過1000多個軟件接口,並且,38geyingyongcengruanjianlaizibutongdegongyingshang。ruhehuafenbutonggongyingshangzhijiandejiexian,duixitongshejieryanshiyixianghendadetiaozhan。nageshiqi,gejiaxinpiandesuanlihaifeichangyouxian,danxitongyaoshixiandegongnengquehexianzaichabuduo,suoyi,womenhouqihualehenchangdeshijianbuduandiquzuoxitongyouhua。"柯柱良介紹說。
EE架構演進驅動底層軟件的變革
整車EE架構的演進驅動了汽車底層OS的變革。在分布式架構階段,操作係統還是采用Classis AUTOSAR(CP),CP引入了RTE標準中間通信模型和標準BSW,主要應用於高性能MCU;到了集中式域控架構階段,Classis AUTOSAR(CP)升級為Adaptive AUTOSAR(AP),AP引入了麵向服務的架構(SOA),以及對POSIX係統的支持,主要應用於高算力SoC;未來的中央計算架構也許將出現新的底層操作係統。在EE架構的不同階段,智能駕駛係統對底層基礎軟件的需求存在較大的不同。
EE架構的演進驅動了汽車底層OS的變革
在柯柱良看來,CP出現後 ,才有了明確的中間件概念。CP的一個重要使命就是實現標準的軟件接口,實現軟硬件解耦,便於不同供應商的產品能夠相互兼容。而AP有兩個使命,一是支持SoC,二是實現SOA的軟件架構。
未來將是多個CP/APhunzadeduoxinpianfuzadeyigoujiagou。duizhongjianjianlaishuo,zuizhongyaodeshishixiankuayuxitongdechouxiang。yigebijiaolixiangdezhongjianjianjiushiyaoshixianruanyingjianwanquanjieou,duiyushangcengyingyongeryan,tabuxuyaozhidaofuwucongnalilai,fuwuduixiangshiSoC還是MCU,通過中間件進行服務的調用即可。
共建高安全可靠的汽車操作係統
業界認為,特斯拉沒有使用AUTOSAR AP,國內的幾家主要造車新勢力也沒有用,大部分采用的是AUTOSAR CP+DDS的形式。甚至,一些正在轉型的傳統車企也沒有太大的意向去用AUTOSAR AP。原因可能有以下幾種:1)使用成本高;2)效率不高;3)AUTOSAR隻負責車內通信,不支持車雲通信,無法支持車路協同場景。
不過,也有人認為,AUTOSAR AP隻會越來越重要,因為它是順應車載技術,並不斷發展的規範,覆蓋麵會越來越廣。在未來,沒有AUTOSAR AP的支持,多域融合的中央計算架構很難被搞定。
柯柱良表示,特斯拉之所以沒有使用 AUTOSAR AP,采(cai)用(yong)自(zi)己(ji)搞(gao)的(de)一(yi)套(tao)係(xi)統(tong),是(shi)因(yin)為(wei)特(te)斯(si)拉(la)是(shi)基(ji)於(yu)互(hu)聯(lian)網(wang)的(de)思(si)維(wei)去(qu)造(zao)車(che)。如(ru)果(guo)其(qi)它(ta)家(jia)也(ye)都(dou)像(xiang)特(te)斯(si)拉(la)一(yi)樣(yang),具(ju)備(bei)全(quan)棧(zhan)自(zi)研(yan)的(de)能(neng)力(li),那(na)麼(me),就(jiu)可(ke)以(yi)無(wu)需(xu)適(shi)配(pei)別(bie)人(ren)需(xu)求(qiu),自(zi)己(ji)玩(wan)就(jiu)好(hao)。所(suo)以(yi),特(te)斯(si)拉(la)的(de)做(zuo)法(fa)完(wan)全(quan)可(ke)以(yi)理(li)解(jie),類(lei)似(si)於(yu)蘋(ping)自(zi)己(ji)做(zuo)手(shou)機(ji)底(di)層(ceng)軟(ruan)件(jian)的(de)思(si)路(lu)。
也許,市場上會出現一兩家類似特斯拉的造車公司,但大部分企業還是需要圍繞AUTOSAR生態去做事情。AUTOSAR AP提供了一套國際化、標準化的能力,支持企業之間的軟硬件解耦。企業之間需要考慮的是如何互相兼容、互聯互通和開放。
"AUTOSAR AP的de主zhu要yao優you勢shi就jiu在zai於yu它ta是shi一yi個ge國guo際ji化hua的de標biao準zhun,是shi一yi個ge生sheng態tai體ti係xi,隻zhi有you符fu合he這zhe個ge生sheng態tai的de產chan品pin才cai有you很hen強qiang的de生sheng命ming力li。多duo域yu融rong合he的de中zhong央yang計ji算suan架jia構gou更geng為wei複fu雜za,如ru果guo沒mei有you一yi套tao統tong一yi的de標biao準zhun,各ge個ge域yu相xiang互hu之zhi間jian就jiu無wu法fa真zhen正zheng融rong合he,所suo以yi未wei來laiAUTOSAR AP將成為主流,像安卓一樣成為一個大生態。多數企業都是需要加入到這個生態中,大家一起共同成長。"柯柱良認為。
零念科技定位於量產
零念科技從成立之初,整個產品規劃的定位就是要做一個可落地、可量產的方案,從L2再到L3,通過不斷地迭代和升維,解決智能駕駛或EE架構的安全性問題,切實幫助車企解決痛點問題。柯柱良直言:"我們做產品從一開始就是奔著量產去的。從公司使命:科技賦能客戶,領航安全出行,就可以反映出來。"
"這兩句話包含兩層意思:其一,不管是做產品還是工程,零念科技都希望給客戶賦能,讓客戶有更強的能力掌握中間件和底層軟件開發;其二,零念科技的產品定位是高安全,旨在彌補智能汽車操作係統當前安全性方麵的缺失。"他解釋道。
"另外,我們的團隊具備很強的整體係統落地的工程化能力,能夠讓軟件在資源有限的嵌入式處理器中跑得好、跑得穩。因為團隊中有很多同事曾在博世、大陸等國際Tier1或上汽創時智駕等企業任職,擁有整車或域控軟件部署方麵的豐富開發經驗和較強的工作能力。"柯柱良自豪地介紹說。
零念科技的產品與工具鏈
零念科技的主要產品包括:確定性通信產品PowerD-Comm、確定性調度產品PowerD-Sched和安全服務包SafetyOSS;提供的主要服務有:1)嵌入式係統定製 —— 基於Classic AUTOSAR對MCU/SoC安全島進行嵌入式係統定製;2)芯片級安全驅動 —— 為SoC芯片定製安全驅動MCAL和底層安全策略;3)TSN和時間同步 —— 為TSN芯片提供精確的QoS配置和控製並實現時間同步。
那麼,零念科技分別為嵌入式係統和高算力SoC提供的解決方案和定製化的開發服務有何不同呢?
分別針對MCU和SoC的解決方案
柯柱良回應道,不管是現在還是未來,PowerD-Comm和PowerD-Sched都支持CP和AP平台,隻是產品真正部署進去時,可能部分代碼會有相應調整。
關於定製化開發,在CP端,會采用一些比較成熟的CP產品,零念科技在此基礎上為客戶提供定製化服務;在AP端,零念科技的自主可控能力更強一些,不管是AP平台還是底層協議棧,都可以根據客戶需求進行定製化開發。
從市場來看,目前CP處於一個比較穩定的狀態,各家做得都差不多;AP則處在一個不斷"變"的過程中,還處於逐漸被接受的過程,沒有達到穩定的狀態,大家都處在一個摸索階段。因此,在AP端,客戶定製化合作的點會更多一些。總體而言,零念科技的產品可以解決跨域通信、調度準確性等痛點問題。
1)確定性通信中間件PowerD-Comm
所謂確定性通信中間件PowerD-Comm的主要定位是用於傳輸關鍵性信號,比如車身XYZ三軸信號。從原理上看,它是軟硬件一體的解決方案,除了軟件,還會利用TSN或TTE等硬件交換芯片,基於時間片分時傳輸理論構建數據的虛擬傳輸通道, 可以解決數據流相互幹擾和並發傳輸(Boost)下帶來的傳輸不穩定,延時丟包等問題。實現不同芯片或控製器之間信號的可靠傳輸。
"PowerD-Comm的第一個應用場景是整車以太網化,因為它不會直接和SOA通信競爭,而是可以取代CAN總線的部分工作,以大幅降低整車總線的使用成本。另外,PowerD-Comm還有另一個應用場景,即支持當前的EE架構無縫過渡到SOA架構。因為它能夠同時支持CP的RTE接口和AP的aracom接口, 並且提供了信號到服務(S2S)的映射功能。也就說,支持在SoC上部署一套類似MCU的環境,可將之前部署在MCU上的算法無縫移植到SoC上。"柯柱良介紹說。
2)確定性調度中間件PowerD-Sch
PowerD-Sch確定性調度中間件通過時間觸發調度(TIMER_TRIGGER)、事件觸發調度(EVENT_TRIGER)、數據觸發調度(DATA_TRIGGER)機製可保證用戶的應用確定性的執行。
時間觸發調度 - 通過時間確定性確保係統的安全
PowerD-Sch確定性調度的主要任務則是對智能駕駛係統的複雜任務進行編排,保證各項任務的順利執行,避免係統資源無序搶奪、重(zhong)入(ru)等(deng)問(wen)題(ti),進(jin)而(er)造(zao)成(cheng)係(xi)統(tong)資(zi)源(yuan)浪(lang)費(fei),效(xiao)率(lv)低(di)下(xia)。如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)調(tiao)度(du)器(qi),部(bu)署(shu)後(hou)會(hui)發(fa)現(xian)相(xiang)互(hu)之(zhi)間(jian)會(hui)搶(qiang)占(zhan)資(zi)源(yuan),導(dao)致(zhi)有(you)些(xie)任(ren)務(wu)根(gen)本(ben)無(wu)法(fa)按(an)照(zhao)設(she)想(xiang)執(zhi)行(xing),甚(shen)至(zhi)會(hui)造(zao)成(cheng)係(xi)統(tong)性(xing)鎖(suo)死(si)、崩潰等現象。
"總zong體ti而er言yan,確que定ding性xing調tiao度du解jie決jue的de問wen題ti就jiu像xiang用yong木mu桶tong裝zhuang水shui。如ru果guo路lu不bu好hao走zou,水shui很hen晃huang的de話hua,就jiu需xu要yao很hen大da的de木mu桶tong去qu裝zhuang水shui,才cai能neng確que保bao水shui不bu會hui灑sa出chu來lai。但dan問wen題ti也ye就jiu來lai了le,在zai域yu控kong製zhi器qi中zhong,用yong'大桶'意味著成本就會高,就好比原來隻要30TOPS算力就能解決的問題,現在可能要用70或80TOPS的大算力SoC才行。
通過確定性調度,給所有任務進行合理編排,讓其有序執行,使'水'不再晃,SoC的算力資源就可以得到充分利用。那麼,在這種情況下,就相當於可以用更小的'木桶'—— 合適的小算力資源的SoC把整個係統順利跑起來。"柯柱良形象地解釋說。
3)LinearX CarOS工具鏈
零念科技定位於汽車領域的軟件供應商,具有自主知識產權的底層和中間件軟件技術,構建底層數據與應用平台之間高可靠、高安全、高實時的互聯互通,形成了以工具鏈自動化生成"底層軟件+中間件+應用層服務"的產品形式。
柯柱良解釋說,首先,零念科技的LinearX CarOS工gong具ju鏈lian是shi一yi套tao非fei常chang友you好hao的de圖tu形xing化hua設she計ji工gong具ju,對dui工gong程cheng師shi能neng力li的de要yao求qiu降jiang低di了le很hen多duo,不bu需xu要yao寫xie代dai碼ma,隻zhi要yao經jing過guo培pei訓xun,就jiu能neng掌zhang握wo我wo們men工gong具ju鏈lian產chan品pin的de定ding製zhi化hua配pei置zhi能neng力li。
其次,這些工具鏈可以自動生成配置,不需要做過多的代碼二次開發,甚至可以零代碼生成新的產品配置;
最後,一些監控軟件能夠快速定位到之前設計的偏差。
關於工具鏈自動化生成"底層軟件+中間件+應用層服務"的(de)產(chan)品(pin)形(xing)式(shi),他(ta)表(biao)示(shi),目(mu)前(qian)零(ling)念(nian)科(ke)技(ji)提(ti)供(gong)給(gei)客(ke)戶(hu)的(de)定(ding)製(zhi)化(hua)產(chan)品(pin)很(hen)多(duo)都(dou)是(shi)通(tong)過(guo)工(gong)具(ju)鏈(lian)實(shi)現(xian)的(de),例(li)如(ru)客(ke)戶(hu)要(yao)定(ding)義(yi)一(yi)些(xie)應(ying)用(yong)層(ceng)接(jie)口(kou),隻(zhi)需(xu)在(zai)工(gong)具(ju)鏈(lian)上(shang)操(cao)作(zuo)建(jian)模(mo),把(ba)想(xiang)要(yao)的(de)接(jie)口(kou)模(mo)型(xing)建(jian)好(hao),就(jiu)可(ke)以(yi)自(zi)動(dong)化(hua)生(sheng)成(cheng)全(quan)部(bu)代(dai)碼(ma)。甚(shen)至(zhi)一(yi)些(xie)中(zhong)間(jian)件(jian)軟(ruan)件(jian)模(mo)塊(kuai)也(ye)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)工(gong)具(ju)鏈(lian)來(lai)配(pei)置(zhi),比(bi)如(ru),需(xu)要(yao)支(zhi)持(chi)幾(ji)個(ge)調(tiao)度(du)模(mo)塊(kuai),都(dou)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)圖(tu)形(xing)化(hua)界(jie)麵(mian)生(sheng)成(cheng),然(ran)後(hou)生(sheng)成(cheng)代(dai)碼(ma),再(zai)通(tong)過(guo)一(yi)體(ti)化(hua)CI/CD方式部署所有的代碼,集成編譯後自動放到流水線中。
術業有專攻,深耕自己擅長的領域
事實上,現在很多做域控的Tier1自己也在做中間件,這對專門做中間件的企業來講,是不是會帶來一定的衝擊呢?
對此,有業內人士直言不諱的表示,目前域控Tier1做zuo中zhong間jian件jian是shi可ke以yi理li解jie的de。不bu過guo,總zong體ti上shang來lai看kan,國guo內nei行xing業ye內nei卷juan太tai嚴yan重zhong,甚shen至zhi有you一yi些xie企qi業ye在zai做zuo一yi些xie自zi己ji不bu太tai擅shan長chang的de事shi情qing,導dao致zhi行xing業ye處chu於yu魚yu龍long混hun雜za的de狀zhuang態tai。
從目前情況來看,其中有一些做中間件的公司還缺乏一定的專業性,比如,有些企業中間件的Base是用開源方案,甚至是用ROS方案,這樣的方案可能僅限於做一個Demo,要想真正量產,還要做功能安全的驗證,這些開源方案很難做到量產。
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"零念科技專注智能駕駛平台軟件,致力於持續不斷地提升自己的"軟實力",為智能汽車和智能駕駛提供完全自主可控的操作係統,以及高度可擴展的安全基礎軟件平台和定製化的解決方案。"柯柱良最後總結說道。
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稿源:美通社
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