2022中国智能电动汽车基础软件研究报告
“CHINAINTELLIGENCEELECTRICALVEHICLE” SERIESREPORT2022中国智能电动汽车基础软件研究报告亿欧智库https://www.iyiou.com/researchCopyright reserved to EO Intelligence, May2022最懂中国智能电动汽车的第三方研究机构亿欧智库 2前言u汽车基础软件是用于实现汽车系统软硬件解耦，提供汽车系统服务但与用户应用功能无关的一系列支撑软件集合，是一个开发汽车控制及应用功能的完整嵌入式软件平台，其中包括操作系统、中间件、Hypervisor与车载芯片软件。u汽车基础软件作为汽车软件的核心要素，是实现整车电子电气架构的重要基础，是汽车电子的重要构成，其架构与性能直接影响上层应用的开发效率和质量，实现上层软件的多功能应用与创新发展。u随着汽车智能化、网联化的提速，主机厂开始加速布局汽车电子电气架构转型，中国汽车基础软件市场正迎来发展窗口。此前，车载基础软件的发展主要以国外企业为主导，形成较稳定的市场格局。2022年以来，本土车载基础软件开始加速量产上车，开启技术验证，其中的车载操作系统、中间件等市场应用也进入百花齐放时期，中国汽车终端市场需求的迸发下，本土基础软件企业迎来了发展机遇。u汽车基础软件是实现汽车智能化与差异化竞争的底层关键要素。亿欧智库作为长期关注汽车领域的研究机构，为了进一步深度洞察中国智能电动汽车领域发展现状与其细分模块下的技术原理、市场表现以及竞争格局等问题，特此推出“2022中国智能电动汽车系列研究”报告。u《2022中国智能电动汽车基础软件研究报告》聚焦于中国智能电动汽车基础软件市场，将对中国智能电动汽车基础软件的技术原理、市场现状、标杆企业等进行全方面的拆解分析，并对当前主流供应商与主机厂的产品进行多维度研究与解读，使行业内外人士可以更直观的了解当下中国汽车基础软件的发展进程与市场动态。 1.中国智能电动汽车基础软件发展背景研究2.中国智能电动汽车基础软件发展现状研究3.中国智能电动汽车基础软件企业竞争格局分析4.中国智能电动汽车基础软件发展趋势洞察1.1中国智能电动汽车发展现状1.2汽车基础软件发展意义1.3汽车基础软件发展驱动因素2.1汽车基础软件市场规模2.2车载操作系统技术应用现状2.3车载中间件技术应用现状2.4车载虚拟化技术应用现状2.5车载BSP技术应用现状2.6汽车基础软件产业图谱3.1汽车基础软件竞争力评价要素3.2标杆企业竞争力分析3.3汽车基础软件竞争格局4.1技术发展趋势4.2产业发展趋势4.3生态发展趋势4.4本土化发展趋势目录CONTENTS 中国智能电动汽车基础软件发展背景研究1.1中国智能电动汽车发展现状1.2汽车基础软件发展意义1.3汽车基础软件发展驱动因素 51.1软件定义汽车进程已启，智能电动汽车带动产业链转型u主机厂开始陆续停止燃油车的销售，意味着传统燃油汽车将正式被智能电动汽车取代。随着整车功能越来越复杂，汽车软件代码量与复杂度在快速增长，预计到2025年，汽车软件代码量将达到5亿行，汽车产品属性、商业模式与增量零部件正在被颠覆，软件定义汽车时代已至。u从产品属性角度来看，智能电动汽车将变为移动智能平台，为乘客提供多样化的服务与使用体验。从商业模式角度来看，主机厂将一改过往硬件交易的模式，以用户使用价值为核心，打造软件收费模式。从增量零部件来看，三电系统、智能驾驶、智能座舱将成为未来汽车品牌差异化的核心，汽车产业链开始重塑。资料来源：公开资料整理、亿欧智库2005年2010年2015年2020年2025年汽车平均代码量传统燃油汽车智能电动汽车出行代步工具属性为乘客提供娱乐、工作、社交等多方面的丰富服务，带来更高效、舒适、个性化的使用体验移动智能平台产品交易价值，出售硬件盈利，产品售出后主机厂难以再通过其他方式获利用户使用价值，硬件成为入口，软件为付费服务u“电池、电机、电控”三电系统取代传统动力系统u以计算平台和电子电气架构为代表的科技硬件成为汽车产品力基石u以智能驾驶、智能座舱为代表的软件生态打造汽车品牌差异化供应链体系相对封闭，机械性能主导，以发动机、底盘、变速箱为代表的核心零部件直接影响燃油车的竞争力产品属性商业模式增量零部件5亿行 61.1“政策、技术、市场”三者驱动下，智能电动汽车前景向好u据乘联会数据统计，从2020年至2022年一月，中国乘用车新四化指数均呈现上涨趋势。其中，电动化指数上扬趋势明显，相比之下，得益于国内芯片供应部分得到缓解，智能化指数与网联化指数在2021年末呈现微升，亿欧智库预测未来随着中国智能电动汽车的快速推广与普及，智能化指数与网联化指数的提升也是必然趋势。u中国智能电动汽车的发展受到政策、技术、市场的影响驱动。国家正持续出台推动汽车智能化、网联化的相关政策，为市场健康发展提供顶层规划；随着动力电池技术、基础设施建设与自动驾驶技术的成熟与完善，智能电动汽车渗透率有望进一步提升；用户数据开始成为主机厂核心生产资料，闭环驱动汽车智能化全面升级。9月-2111月-211月-221月-217月-219月-202001030603月-201月-207月-2011月-203月-215月-2050405月-21网联化指数电动化指数智能化指数亿欧智库：2020-2021年中国乘用车新四化指数（智能化、网联化、电动化）注：智能化指数、网联化指数与电动化指数分别反映国产乘用车市场当月符合智能化、网联化、电动化标准的车型的市场表现。•能量密度大幅提升•循环寿命显著延长•成本大幅下降•充换电加速布局•智慧道路逐步建设•5G新基建加速完善政策驱动•ADAS装车量产•智能座舱技术提速•通讯技术标准建立技术驱动市场驱动动力电池技术基础设施建设自动驾驶技术市场用户数据塑造品牌力OTA升级数据作为生产资料，通过技术迭代与软件升级，给用户新体验。以用户需求为核心，通过用户数据分析建立品牌与用户间的信任关系，奠定用户流量。资料来源：乘联会、公开资料整理、亿欧智库部委时间政策工信部2021.11人工智能芯片面向云侧/边缘侧/端侧的深度学习芯片测试指标与测试方法工信部2021.11《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》工信部2021.11《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》工信部2021.6《2021年汽车标准化工作要点》工信部2021.3《2021年工业和信息化标准工作要点》国务院2020.2《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》 71.2智能化需求带动汽车软硬件解耦，SOA软件架构实现软件复用u智能化趋势下，传统分布式电子电气架构开始向域集中式架构转变，大量相同功能的ECU进行整合，交由域控制器进行统一的管理调度，使开发人员能够完全独立于底层硬件，进行上层软件的开发，实现软硬件解耦范围的进一步扩大。u软硬件解耦趋势下，汽车计算平台正从“信号导向”向“服务导向（SOA）”转变，基础硬件与嵌入式软件的传统强耦合关系被打破，底层软件与上层应用开始呈现标准化、相互独立、松耦合的特点，意味着软件工程师在修改或新增某一软件功能时，只需对上层服务组件进行代码编写，无需进行底层软件重复开发，提高了效率。资料来源：公开资料整理、亿欧智库•单个ECU仅对汽车局部功能进行控制，各控制模块间算力隔离，运算资源复用性低•基础硬件与嵌入式软件呈现强耦合关系，底层软件与上层应用“高度捆绑”•域控制器方案弱化了底层ECU的运算能力，集成更多功能•有利于实现底层资源的标准化、通用化，降低软硬件间的耦合度n软件架构：软硬件分层解耦，计算平台实现从“信号导向”到“服务导向”的转变。分布式E/E架构整车集中式E/E架构车云计算中央计算平台IVI传感器执行器动力···动力底盘车身IVI中央计算平台左前右前左后右后ECU域控制器区控制器中央计算平台中央网关传感器与执行器（跨）域集中式E/E架构n硬件架构：汽车电子电气架构正由分布式向域集中式演变，域控制器成为主要的计算与调度单元，推动软硬件解耦。传统软件架构（面向信号）软件组件运行环境层软件组件软件组件基础软件层硬件APP软件APPAPPAPP中间件操作系统硬件SOA软件架构（面向服务）重新编写重新配置重新配置硬件架构软件架构分布式集中式•底层软件具备接口标准化、互相独立、松耦合三大特点•汽车可在不增加或更换硬件的条件下通过不同的软件配置提供不同应用服务•智能化升级需求下，传统通讯网络及软件架构设计中扩展性差、升级与移植成本高•新增某项软件应用或服务，需从头建立一个新的基础软件环境面向信号面向服务 81.2基础软件作为汽车软件的核心要素，成为智能汽车产业发展关键u智能汽车SOA软件架构从上而下分别为应用软件、功能软件、中间件、底层操作系统（狭义操作系统）、车载芯片软件（BSP）、虚拟机（Hypervisor）与芯片，其中功能软件、中间件、底层操作系统、车载芯片软件与虚拟机组成广义操作系统，也是下文中讨论的基础软件。u基础软件用于实现汽车系统软硬件解耦，为后续汽车系统服务提供可复用、稳定的软件支撑，其架构与性能直接影响上层应用的开发效率和质量，帮助实现上层软件的多功能应用与创新发展，带动汽车技术的革新与产品差异化发展，成为智能汽车产业发展的关键一环。•具备基本功能的OS及应用软件接口•支持软件和硬件分离•支持汽车应用软件的互换性、重复使用性和跨平台移植性基础算法库Adaptive AUTOSAR/其他中间件应用OS(AGL/Android)RTOS(QNX/VxWORKS)AUTOSAR ClassicBSPBSPMCALHypervisor感知建模多核异构分布架构AI单元-GPU/FPGA/ASCI...计算单元-CPU控制单元-MCU虚拟机操作系统中间件功能软件芯片亿欧智库：智能汽车SOA软件架构规划/决策控制网联服务自动驾驶智能座舱应用软件工具链安全体系算法API（中间件）普通API（中间件）•为了把上层应用软件和底层芯片解耦，并提供灵活的可扩展性，在上层应用软件和底层芯片之间，一般会采用分层的方法和结构由底层向上逐渐构建系统基础软件。•使整车E/E架构由传统的基于ECU的开发转变为基于功能的开发，并在车载网络里实现数据整合、交换、传输等功能。汽车功能开发是通过软件+硬件来实现，软件和硬件间缺少统一接口，因此当同一个功能在匹配不同车型时，硬件会产生差异，软件无法复用，同样的功能应用不同车型时必须重新进行软件的编译，带来重复工作的成本浪费。基础软件成为智能汽车中不可或缺的重要支撑特征芯片驱动资料来源：公开资料整理、亿欧智库定义意义 91.2汽车基础软件的关键技术模块搭建底层软件生态，成为“中坚力量”u根据软件架构划分，汽车基础软件关键软件模块包括操作系统、中间件、虚拟机（Hypervisor）与车载芯片软件（BSP），其中操作系统包括底层操作系统与广义操作系统，广义操作系统基于底层操作系统开发，在智能电动汽车中按域划分为智能座舱操作系统、自动驾驶操作系统与车控操作系统。u基础软件在汽车中起到具备可维护性、功能与信息安全、故障隔离与可升级性的作用，提高整车开发的效率，为上层多元的应用软件开发提供通用化平台，成为“软件定义汽车”中不可或缺的中坚力量。车载芯片软件（BSP）n车载芯片软件即芯片驱动。对于高性能计算单元来讲，芯片驱动是指BSP（板卡支持包），包含驱动程序、Bootloader、HAL（硬件抽象层）代码等。n芯片驱动的作用是实现芯片功能，并为车载操作系统提供应用平台，同时具有硬件相关性和操作系统相关性。n底层操作系统也可称为操作系统内核，指Linux、QNX、VxWorks、OSEK OS等软件运行环境，提供任务管理、进程访问、中断处理、内存管理、文件系统等功能，为满足用户实时性、安全性等需求。n广义操作系统基于底层操作系统打造，由软件、中间件、底层操作系统、车载芯片软件与虚拟机组成，目前按域划分为智能座舱操作系统、自动驾驶操作系统与车控操作系统。操作系统n虚拟机（Hypervisor）是硬件虚拟化技术，提
