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智能汽车深度系列之二：车载操作系统和中间件带来的机遇

核心内容

随着智能汽车的发展，车载操作系统（OS）和中间件的重要性显著提升，成为推动汽车智能化、网联化和软件定义汽车的核心技术。操作系统和中间件在软硬件解耦、提高开发效率、降低开发成本、支持快速迭代等方面发挥了重要作用。

主要观点

• 车载操作系统的重要性：操作系统是智能汽车软件架构的核心，其发展将逐步从车机OS向座舱OS，最终向整车OS演进。未来十年，全球广义操作系统市场规模有望从200亿美元增长至500亿美元。
• 车企对车载OS的诉求：由于自研操作系统内核成本高，车企更倾向于在现有内核基础上进行定制化开发。当前主流车载OS内核包括QNX、Linux、Android、VxWorks和WinCE等，各有优劣。
• 中间件的作用：中间件在汽车软硬件解耦中扮演关键角色，支持不同系统之间的高效通信与集成，有助于降低开发成本，提高软件可移植性和灵活性。
• 中间件方案多样化：目前主流中间件方案包括AUTOSAR、ROS 2、Cyber RT和Iceoryx等，其中AUTOSAR CP与AP分别适用于传统ECU和自动驾驶场景，而ROS 2和Cyber RT等方案则更适用于智能驾驶和高实时性需求。
• 本土中间件供应商的机会：由于海外中间件在定制化服务、技术支持和收费灵活性方面存在不足，本土中间件解决方案提供商正迎来发展机遇，具备更强的定制化服务能力。

关键信息

车载操作系统分类

1. 狭义OS：指操作系统内核，负责管理硬件资源和系统运行，是系统软件层的核心。
2. 广义OS：指包括内核、中间件、应用软件等的完整软件体系，负责控制和管理车载软硬件资源，是软件定义汽车的重要基础。

主流车载OS内核对比

车企自研操作系统分类

1. 定制型操作系统：在基础OS之上进行深度定制，如特斯拉Version、大众VW.OS、华为鸿蒙OS、AliOS等。
2. ROM型操作系统：基于Linux或Android进行有限定制，如奔驰MBUX、宝马iDrive、蔚来NIO OS等。
3. 超级汽车APP：如苹果CarPlay、谷歌Android Auto、百度CarLife、华为Hicar等。

中间件方案盘点

• AUTOSAR：包括Classic Platform和Adaptive Platform，分别适用于传统控制类系统和自动驾驶场景。
• ROS 2：支持自动驾驶场景，采用DDS通信机制，具备更高的实时性和灵活性。
• Cyber RT：百度Apollo自主研发的中间件，支持无master机制，适合无人驾驶场景。
• Iceoryx：博世自主研发的中间件，采用“零拷贝”技术，提高通信效率。
• SOME/IP：专为汽车领域设计，支持基于IP的通信。
• DDS：通用的工业级通信标准，支持多种传输方式，包括非IP环境。

通信中间件对比（SOME/IP vs DDS）

投资建议与投资标的

• 在软件定义汽车的背景下，车载操作系统和中间件成为汽车智能化的核心。
• 建议关注具备领先的车载OS及中间件能力的公司，如中科创达（300496，买入）、光庭信息（301221，未评级）、东软集团（600718，未评级）、经纬恒润（688326，未评级）等。

风险提示

• 汽车智能化落地不及预期
• 芯片短缺持续

图表目录（摘要）

• 图1：智能汽车软硬件架构概览
• 图2：广义OS与狭义OS
• 图3：三类车企自研操作系统
• 图4：Android内核架构
• 图5：AliOS操作系统演进三部曲战略
• 图6：全球广义操作系统市场规模
• 图7：中间件对推动汽车软硬件解耦的作用
• 图8：AUTOSAR Classic Platform架构
• 图9：AUTOSAR Adaptive Platform架构
• 图10：AUTOSAR CP功能安全等级高于AP
• 图11：ROS的发展历史
• 图12：ROS2利用DDS完成两个节点间通信
• 图13：ROS2新增了QoS机制
• 图14：ROS1与ROS2的架构
• 图15：Apex.OS1.0架构是基于ROS2的
• 图16：CyberRT架构
• 图17：Iceoryx可兼容AUTOSAR和ROS2
• 图18：传统数据传输低效
• 图19：Iceoryx的“零拷贝”通信机制
• 图20：SOME/IP是一种面向服务的传输协议
• 图21：SOME/IP运行在车载以太网第四层以上
• 图22：OMG制定的标准
• 图23：DDS采用发布/订阅模型
• 图24：RTI是全球DDS最大的供应商
• 图25：主机厂在中间件方案上有多种选择
• 图26：百度Apollo也属于ROM型操作系统
• 图27：底层操作系统能力是支撑公司各业务线的核心
• 图28：公司具备提供座舱全栈式解决方案的能力
• 图29：公司信息娱乐系统软硬分离解决方案
• 图30：公司虚拟化座舱整体解决方案
• 图31：东软睿驰系统软件解决方案NeuSAR
• 图32：NeuSAR提供了丰富的基础软件、中间件和开发工具
• 图33：公司正式升级为AUTOSAR高级合作伙伴
• 图34：EASAUTOSARClassic工具链
• 图35：EASAdaptiveAUTOSAR解决方案

相关公司介绍

中科创达

• 公司深耕操作系统底层技术多年，具备提供全栈式解决方案的能力。
• 产品涵盖Android、Linux、RTOS、ROS、鸿蒙等操作系统。
• 公司在智能视觉、智能语音、UI引擎等领域有深厚积累。
• 公司具备提供座舱全栈式解决方案的能力，包括系统软件、功能软件和上层应用。

光庭信息

• 公司致力于构建以车载操作系统为核心的基础软件平台，具备全栈式软件开发能力。
• 公司在智能座舱和智能驾驶领域有深入布局，提供包括HMI软件开发、信息娱乐系统、ADAS等产品。
• 公司还提供智能网联汽车测试和移动地图数据服务。

东软集团

• 东软睿驰是国内领先的车载操作系统及中间件解决方案提供商。
• NeuSAR产品达到国际先进水平，支持AUTOSAR标准。
• 公司具备丰富的基础软件、中间件和开发工具，支持整车厂和集成商。

经纬恒润

• 公司在AUTOSAR软件产品方面有深厚积累。
• 公司提供多种AUTOSAR解决方案，包括Classic Platform和Adaptive Platform。

行业趋势与机遇

• 随着EE架构向集中式演进，车载操作系统和中间件的重要性持续提升。
• 本土中间件供应商因具备定制化服务能力，正在迎来发展机遇。
• ROS 2、Cyber RT等方案因灵活性和适用性，正逐步被更多车企采纳。

总结

车载操作系统和中间件是智能汽车发展的核心技术，随着汽车智能化、网联化趋势的加强，其市场需求将持续增长。车企对实现车载OS自主可控的诉求增强，而中间件方案的多样化为软件供应商带来了新的机遇。在这一背景下，中科创达、光庭信息、东软集团等公司具备较强的技术实力和市场潜力，值得关注。