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NE时代|汽车行业需要自己的操作系统吗？

先说结论：从技术及商业的层面上 ， 不需要 。
自从华为手机被Google禁止使用其安卓生态之后 ， 国内对于自主操作系统的关注就越来越多 ， 许多企业也磨拳擦掌准备大干一番 ， 其中不乏纯ToG的鱼目混珠者 。
汽车行业又是其中最为特殊之处 ， 前有Tesla靠智能化一骑绝尘 ， 后有大众搞"vw.os"掀开”软件定义汽车“的时代帷幕 ， 左有博世的一幅”EEA演进图“ ， 右有互联网大军纷纷进入汽车行业”降维打击“ 。在如此”海陆空宇“一体化的战争体系当中 ， 能兼容并包者极少 ， 不少企业也是头痛医头 ， 脚痛医脚 ， 也盯上了”自主操作系统“这么个”救命稻草“ 。
此篇文章将用通俗的语言 ， 来解释”操作系统“的概念 ， 以及为什么汽车行业“不需要”自己的操作系统 。
1. 什么是操作系统？
【NE时代|汽车行业需要自己的操作系统吗？】操作系统是管理计算机硬件的程序 ， 它还为应用程序提供基础 ， 并且充当计算机硬件与计算机用户的中介 。---- 《操作系统概念》第七版
随着“操作系统”的概念进入普通大众的视野 ， 使得其形成了“民间”和“学术界”的概念混淆与误解 ， 就像“车厘子”与“樱桃”、“凤梨”与“菠萝”一般 ， 傻傻分不清楚 。在此将此概念澄清一下 。
NE时代|汽车行业需要自己的操作系统吗？
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上图受《软件定义汽车序列》启发 ， 列举目前常见的操作系统归类：
狭义的操作系统：专指内核(kernel) ， 其直接与硬件打交道 ， 并提供以下功能：内存管理、文件管理、CPU调度管理、输入输出管理等 。目前常见的有：Unix, Linux, Windows NT,RTOS类等 。其中RTOS的内核一般较为简单 ， 基本都是自主编写 ， 将其归为一类 。
广义的操作系统：也是通常意义上的操作系统 ， 除了内核外 ， 它还包括包管理器(Package Manager)、应用程序框架(Application Framework)、运行时环境(Runtime environment)等 。根据内核的类型 ， 其分为Unix家族、Windows家族、Linux家族、RTOS家族等等 。其中较为特殊的是Android和iOS ， 其分别属于Linux和Unix家族 ， 但都对内核进行不小的改动 。
操作系统的定制化：其对现有的操作系统进行深度的定制化 ， 通常会包含UI界面与框架的更改 ， 有助于形成品牌宣传及统一化 。常见于各大手机厂商对Android系统的定制化 。
框架/中间件：针对某些特定的需求 ， 一些特定的框架/中间件被开发者创建出来 ， 其包含了某一领域的常见特性 ， 以降低应用开发的工作量 ， 提高开发速度 。如DuerOS ， 针对语音识别提供了线上与线下的一套框架 ， 可以让开发者快速开发自己的语音识别程序 。ROS ， 针对机器人行业需要使用大量传感器 ， 但各传感器的数据常常难以互通的痛点 ， 打造了一套低时延/高可靠的数据交互框架 ， 大大降低了机器人软件的开发难度 。
综上 ， 只有上述第1类和第2类才算操作系统 ， 其余层次不算 。而我国举国上下关注的“自主操作系统”指的也是第1类和第2类 。
那么 ， 就到下一个问题了——
2. 开发一个操作系统需要多少投入？
这里将以AliOS为例 ， 讲一讲这个问题 。
AliOS是国内目前为止 ， 唯一一个已大规模商用的自主操作系统 。其与Android进行对标 ， 已经应用于物联网、智能汽车、手机、平板、电视等设备 。截止目前 ， AliOS家族已经包含以下两类成员：
AliOS Things: 用于单片机的嵌入式系统
AliOS：分为AliOS Lite及AliOS for Car两个分支 。其中AliOS for Car用于智能汽车的智能系统 ， 目前此系统装机量估计已超过100万 ， 上次公布的数据已是2018.11月 ， 60万 。
而AliOS从YunOS走到现在也非常之坎坷 ， 从2011年至今 ， 已有9年 ， 以下是其大事记:
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以上时间来源于各方媒体报道
这9年间 ， 经各种渠道了解 ， 粗略估计其投入> 60亿人民币 。可参考其人力投入：
2010~2017：约1000人左右规模
2017至今：约500人左右规模
因此 ， 开发一个新的操作系统 ， 需要投入的成本大致>50亿的量级 。但是 ， 开发出来之后 ， 如何收回成本？毕竟公司都是需要盈利的 。
于是 ， 再下一个问题——
3. 操作系统要怎么样才能成功？
在开发完操作系统后 ， 这个操作系统要如何才能收回成本 ， 业界一般分为三种模式：
直接收费模式：依靠操作系统本身收费 。收费的样式可以有很多种：席位费、授权费、服务费等等 。典型的如Windows、QNX 。
间接收费模式：操作系统本身免费或不开放 ， 依靠其上的应用生态收费 。典型的如Android、iOS等
卖设备模式：直接使用自研的操作系统生产设备 ， 靠设备销售赚钱或分成 。典型的如Windows的前身MS-DOS、Blackberry OS、iOS、MacOS等 。
在现在的时代 ， 每个行业几乎都有成熟的操作系统的情况下 ， 直接走第1种模式显然不现实 。所以接下来将介绍第二及第三种模式的代表：Android及iOS 。
3.1 Android
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Android关键字
Android的三大关键字
开源：操作系统所有源代码全部开放 ， 让所有系统开发者皆可贡献 ， 并相互学习 ， 并随时间的推移 ， 让系统维护、升级的成本逐渐降低 。
标准化：标准化应用接口及行为 ， 让应用开发者编写的程序可使用至所有Android机型 ， 最大化开发者的投入产出比 。
生态：建立了全新的商业模式 。
应用生态：建立统一的“应用商店”(Google Mobile Services) ， 使开发者创收更简单 。
硬件生态：无系统授权费 ， 让制造商不再沦为代工厂 ， 并以此在手机上击败Windows 。
关于生态 ， 大家对"应用生态"了解的比较多 ， 但我需要强调一下“硬件生态”的重要性 。Android的研发公司Google不制造设备 ， 必须依赖各硬件制造商来推广自己的操作系统 。那么为啥硬件制造商不用Windows Mobile ， 而用Android呢？因为“免费” ， 因为各硬件制造商在Windows体系下利润微薄 ， 已经痛苦太久了 。
3.2 iOS与Android对比
然后 ， 我们再将iOS引入 ， 与Android作一定的对比：
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iOS与Android时间线
从上图可以看到 ， iOS与Android几乎在同时开始研发及商用 ， 其策略有一定的差异：
开源：Android开源 ， 而iOS封闭 。从市面上的操作系统来看 ， 一个成功的系统并不一定需要开源 ， 如iOS ， Windows等 。开源可引入更多系统开发者 ， 但质量管控困难较高 。
软件硬件一体化：此选择更多的是取决于市场的需求 ， 而非技术 。因为软件硬件一体化从技术上明显更佳 ， 其可以简化系统 ， 提高稳定性及性能 。但其风险在于 ， 其产品的产品力严重受单个公司的资源与创新能力的制约 。
Android由于不自研硬件 ， 需要适配市面上几乎所有的硬件 ， 建立了OHA（Open Handset Alliance） 。这是一个双赢的联盟：一方面 ， OHA联盟成员为Android源码做出贡献 ， 使得Android可搭载的硬件非常多样性; 另一方面 ， 因为Android通用性越来越好 ， 帮助OHA联盟成员扩大市场 。
iOS：由于硬件自研 ， 而无需匹配各种硬件 ， 其系统的复杂度降低很多 ， 也无需建立联盟 。
其共同点在于：
标准化：其都维护了一套标准化的接口及逻辑 ， 并很好的支持了向后的兼容性 。这种“标准化”是指跨设备、跨品牌的标准化 ， 才使得“应用生态”的建立成为可能 。
应用生态：都建立了一套与开发者共赢的应用生态的过程中 ， 采取了同样的步骤：
自行开发应用 ， 使操作系统具备基本可用的功能 ， 以及一部分创新型的功能 。如当年的HTC G1上带的商品扫码比价应用 ， 就曾让我眼前一亮 。
引入第三方应用及应用商店 ， 建立应用分发及开发者分成体系 ， 使操作系统与应用开发者进入一个正反馈的机制 。
3.3 小结
结合以上 ， 一个操作系统做出来了还不够 ， 想要获得成功 ， 其核心点还在于建立一个强大的生态（软件+硬件） 。
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最后 ， 回归主题 ， 汽车行业需要自己的操作系统吗？
4. 汽车行业需要自己的操作系统吗？
这就要从汽车行业的EEA发展阶段讲起了（可参考 ） ， 当前行业内公认的发展趋势是“分布式”->“域集中式”->“中央集中式” ， 而大部分汽车的EEA形态正从“分布式”过渡至“域集中式” 。
4.1 分布式阶段——不需要
各个领域对操作系统的要求不一样 ， 但都可以分别被满足 ， 如：
智能座舱域：Android可满足中控大屏需要消费电子级的用户体验 ， Linux或QNX可满足全液晶仪表要的炫酷感及较低的功能安全需求 。RTOS可满足电源管理、网络管理方面的需求 。
智能驾驶域：RTOS家族(QNX / VxWorks等)可满足智能驾驶所需要的功能安全及实时性要求 。而需要高性能计算及AI加速器的感知类需求 ， 同样也可被RTOS满足 。
整车控制域：RTOS家族即可满足其功能安全及实时性要求 。
4.2 域集中式阶段——不需要
在域内融合 ， 已有"Hypervisor"虚拟化技术 ， 将不同的操作系统融合在一起即可 。此技术虽然在汽车行业非常新鲜 ， 但在PC行业已极为成熟 。以下为QNX Hypervisor示意图：
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QNX Hypervisor
4.3 中央集中式——未定
中央集中式的EEA目前大部分还处于概念阶段 ， 还需要进一步的研究与探讨 。唯一确定的是最接近于此形态的Telsa Model 3并未采用新的操作系统 ， 而继续使用的是Linux及RTOS 。
5. 知识产权问题
看到这里 ， 答案已经很明显了 。但很多人心里还是会碰出来一个疑问：要是这些操作系统不让我们用 ， 怎么办？
我们来理一下汽车行业的情况吧：
Android被禁止使用：这是做不到的 ， 因为Android是开源的 。能被禁止使用的是谷歌移动服务（Google Mobile Service） ， 包含Google Play Store、Google Map、GMail等等 。如这次华为被禁止使用GMS ， 对其国内市场没有影响 ， 因为国内这些服务本来就用不了 。但对其国际市场是有非常大影响的 。而汽车上的Android ， 不用GMS这套 ， 所以没有影响 。
Linux被禁止使用：Linux也是开源的 ， 不可能禁 。
RTOS被禁止使用：RTOS大部分也是开源的 ， 也禁不了 。
所以 ， 对汽车行业来说 ， 操作系统层面的知识产权不是问题 。
6. 总结
目前来看 ， 从技术的层面 ， 汽车行业并不需要自己的操作系统 。
从商业的层面 ， 也不需要自己的操作系统 。因为开发一个新的操作系统 ， 投入可能要超过50亿人民币 ， 而这还是刚开始 。操作系统的生态的建立 ， 更需要长期的投入 ， 且一旦失败 ， 之前的投入全部白费 。
至于从其他的层面 ， 是否需要 ， 大家就见仁见智吧 。


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