通過發展智能汽車引領和推動新一輪科技革命和產業變革，已成為美國、日本、歐洲等國家和地區的共識。

近年來，世界汽車強國紛紛完善頂層設計，大力支持智能汽車的發展，在國家戰略的引導下推動跨部門、跨領域的協同合作，以國家級科技研究計劃作為支撐，為技術創新及產業化營造環境。美國、歐洲、日本以及韓國積極開展相關法律法規的制訂、修訂工作，制定鼓勵智能汽車上路測試和商業化應用的法規。國際標準化組織也加快智能汽車關鍵技術標準的研制工作，以期搶占標準話語權。各國政府均在推動智能汽車測試場建設和開展公共道路測試等方面做了大量工作。在政府的大力支持下，汽車企業巨頭持續加大在智能汽車領域的投入，紛紛以產業聯盟、收購、投資等多種方式進行跨界合作，不斷完善在自動駕駛領域的技術創新和產業布局。

我國也高度重視智能汽車的發展。2017年4月，工信部聯合國家發改委、科技部發布的《汽車產業中長期發展規劃》指出，未來我國汽車強國建設路線上以智能網聯汽車為重要突破口，引領整個產業轉型升級。2018年1月國家發改委印發的《智能汽車創新發展戰略》（征求意見稿）提出，到2020年智能汽車新車占比達到50%，我國智能汽車發展迎來前所未有的機遇期。

麥肯錫發布的《展望2025：決定未來經濟的12大顛覆技術》研究報告指出，智能汽車排名第六，并預估其在2025年的潛在經濟價值為2000億~19000億美元。美國咨詢機構IHS預測，智能汽車將在2025年左右走進尋常百姓家，2035年銷量將超過1000萬輛，占同期全球汽車市場總銷量的9%。

“軟件定義汽車” 成為重要發展趨勢

隨著智能網聯和自動駕駛汽車技術的發展，“軟件定義汽車” （Software Defined Vehicle，SDV）成為重要發展趨勢。軟件帶動著汽車技術的革新，引領汽車產品差異化發展潮流，正逐漸成為汽車信息化、智能化發展的基礎和核心。

《軟件和信息技術服務業發展規劃（2016-2020年）》提出，以數據驅動的“軟件定義”正在成為融合應用的顯著特征，通過軟件定義硬件、軟件定義存儲、軟件定義網絡、軟件定義系統等，帶來更多的新產品、服務和模式創新，催生新的業態和經濟增長點。

根據美國電氣和電子工程師協會與IHS咨詢公司報告，上世紀80年代初，一輛轎車的電子系統只有5萬行代碼，而現在高端豪華汽車的電子系統就有6500萬行程序代碼，提升了1300倍。目前，汽車軟件的價值占比僅有10%，而摩根斯坦利估算未來自動駕駛汽車60%的價值將源于軟件。

車控軟件

車控軟件通過ECU（電子控制單元）直接向執行機構發送指令，以控制車輛轉向機構、制動機構等關鍵部件協同工作，屬于復雜測控系統。如果系統任務的響應不及時或延遲過大，就可能導致嚴重的損失。例如，在車輛發生碰撞的很短時間內（毫秒級），汽車安全氣囊如不能快速打開，就無法對乘車人員起到保護作用。可見，汽車ECU必須是高穩定性的嵌入式實時操作系統。目前為止，以歐美為主導，國外車控操作系統已經進行了兩輪標準化工作，較有影響力的標準則有OSEK/VDX和AUTOSAR兩個。

OSEK/VDX由德國和法國在1994年發布，隨后成為ISO國際標準。這個標準旨在制定汽車電子標準化接口，主要定義了三個組件：實時操作系統（OSEK-OS），通信系統（OSEK-COM）和網絡管理系統（OSEK-NM）。第一個商業化的OSEK操作系統由德國3 Soft公司開發，最早應用于奧迪A8的儀表控制器。

AUTOSAR是汽車開放式系統架構，發起于2003年，是全球汽車制造商、汽車電子部件供應商、汽車軟件和工具服務商以及半導體制造商聯合成立的一個標準聯盟組織，致力于為汽車工業開發一個開放的、標準化的軟件架構。AUTOSAR兼容OSEK/VDX標準，增加了新的系統模塊，同時隱含地提出了“軟件定義電控系統”的概念，逐漸成為主流的汽車軟件開發標準協議，車輛控制的具體操作依賴于不同的MCAL（微控制器抽象層）實現。AUTOSAR的分層架構設計很大程度上提供汽車電子嵌入式軟件開發的可移植性，使得軟件復用性增強。在整個系統架構中，上層應用的實現完全獨立于硬件開發，具有絕對的復用性。目前AUTOSAR已經陸續推出了 1.0、2.0、3.0 和 4.0 四個系列版本，并且通過不斷的版本更新來保證技術上的進步。目前，寶馬、沃爾沃等OEM都相繼推出了基于AUTOSAR 標準的車型。

除了以上兩個具有較大影響力的行業組織外，2004年日本本地主要OEM、Tire1供應商、半導體廠商和軟件供應商發起成立JASPAR。國內軟件平臺廠商參照 OSEK和 AUTOSAR 等國際標準，依托國家“核高基”課題，研制國產汽車電子基礎軟件，針對國產汽車應用特點，制定國產電子基礎軟件規范，并成功應用于中國品牌和新能源汽車量產車型產品中。

隨著智能、網聯業務的豐富，車內系統之間交互的信息量激增，對車控軟件的要求也隨之提升。傳統由幾個 ECU 共同承載汽車某個功能的子系統，也逐漸轉變為“域”的概念。每個域都具有集中的智能化處理單元，具備較強的運算處理能力，運行著適應該域業務特點的智能操作系統，并且與運行在域內各ECU上的相對簡單的操作系統或固件代碼相互配合，共同完成“域”所承載的功能和應用。

操作系統

從20世紀90年代開始，隨著車載和電控系統功能的日益豐富以及汽車電子產品外部交互/接口標準的種類增加，這類基于微控制芯片的嵌入式電子產品逐漸需要采用類似個人電腦的軟件架構以實現分層化、平臺化和模塊化，提高開發效率的同時降低開發成本。因此，汽車電子產品才逐步開始采用嵌入式操作系統。

以車載娛樂信息系統為例，最早的數字收音機/CD播放器采用專用的音頻解碼芯片就能實現，后來實現數字化，將可觸摸液晶屏代替播放器開關、調節按鈕，后來又增加了藍牙電話功能，接著又集成了地圖導航、倒車雷達影像，相應地實現這些功能的IVI嵌入式系統主CPU數據處理能力也逐步增強，從最早4位、8位發展到16位、32位，再到后來的多核CPU。引入嵌入式操作系統，就是有效分配CPU資源，對以上各種任務功能進行協同管理，并控制各項任務優先級別。

和硬件、算法不同，底層操作系統，無論是在PC、手機還是汽車上，汽車操作系統都主要掌握在幾家領先企業手中。常見的操作系統平臺包括微軟的Windows Embedded Automotive、黑莓的QNX、諸多基于Linux的定制操作系統以及眾多基于Android開源項目（AOSP）的操作系統（它們本身也基于Linux）。整車企業或一級零部件供應商通常會在這些操作系統的基礎上開發定制化界面。

微軟早在1995年就率先推出了Windows Auto項目。歷經十幾年的演進，成為Windows Embedded Automotive，其中最著名的應用案例，就是福特汽車的SYNC系統。Windows Auto，本身并不是一個車載系統，它只是專門為汽車平臺設計的一個嵌入式系統的底層系統，具備各種基本的計算能力與數據端口。但在此之上，汽車廠商，比如福特，要聯合微軟針對自家的車型做個性化的定制，起亞的UVO、現代的Blue&Me用的也是微軟的底層。雖然Windows嵌入式系統具有穩定性、可塑性以及拓展功能，但隨著移動互聯網的興起，受限于非開放性的特點，逐漸呈現出被時代淘汰的趨勢，起亞已經轉投安卓，福特則選擇在黑莓軟件上打造其 Sync 3 車載系統，這讓微軟失去了兩大汽車生產商。

QNX作為黑莓核心技術部門BTS（Blackberry Technology Solutions）的最重要組成部分，承擔黑莓業務中操作系統、汽車軟件、M2M、物聯網IoT及云計算等核心業務內容。QNX成立于1980年，是全球第一個實時操作系統公司。為汽車、通信、網絡、醫療、國防等細分市場提供操作系統、中間件和軟件解決方案。QNX以其安全性和實時性著稱，能滿足數字化儀表盤功能性安全的要求，同時兼顧了數據安全要求，通過美國軍方EAL4+。在汽車領域，目前全球有超過230種車型使用QNX系統，寶馬的Connected Drive、奧迪的MMI、奔馳的COMMAND系統，均是基于QNX打造的。可以說，大部分主流豪華車的操作系統，都是由QNX提供的嵌入式底層。

Linux操作系統基于開源代碼，穩定和易于裁剪，設計偏重于可靠性和網絡設計，所以在后臺（服務器和數據中心）操作系統中占據著領先地位。因此，很多研發能力強的整車企業和供應商在Linux基礎上定制了自有的操作系統。Linux系統在汽車領域應用的主要問題在于，對于Linux RTOS本身沒有適當的資格認證方法，也沒有使用該操作系統的安全相關系統的認證策略，不符合當前安全標準的要求，如ISO 26262。而在鐵路領域，開源平臺已有所應用，例如OpenETCS項目，旨在開發基于開源的歐洲列車控制系統的軟件內核。未來，隨著車聯網、ADAS對可靠性以及網絡設計的需求，也有望讓Linux成為熱門系統。

Android作為開源操作系統（底層是基于Linux Kernel的），無授權費用對很多中低端車載電子產品開發商有很大的吸引力，因此在汽車領域也有一定市場。Android被采用作為車載系統的例子，是雷諾推出的R-Link系統。除此之外，整車廠直接采用Android系統做車載操作系統的案例較少。在中國市場，博泰為上汽旗下車型雪鐵龍DS Connect提供的前裝車機，用的也是基于Android開發的系統。在汽車操作系統開源化趨勢下，谷歌公司正在放棄過去的Android Auto，因為該產品實際上只是將智能手機連接至汽車中控臺顯示屏，而軟件仍運行在手機之中，其安全性、穩定性以及易用性都有待提高，很難與QNX等平臺搭建的產品相比。因此，谷歌計劃為汽車專門定制自帶強賬號體系以及互聯網生態云端一體化的智能操作系統。

自動駕駛軟件

自動駕駛軟件包括自動駕駛核心軟件和應用軟件。智能汽車的軟件架構可以分為應用軟件層和軟件平臺層。較高級別的應用軟件層包含主要的認知軟件功能（例如，交通狀況的高級識別，其他交通參與者的行為的預測，車輛的操縱規劃）用于自動駕駛。這部分體現出整車企業和零部件供應商的區別。軟件平臺層提供基本服務，例如軟件功能之間的通信和具體計算硬件的抽象，這是兩者之間無差別的部分。其中，軟件平臺層又分為平臺基礎層和平臺服務層。平臺基礎層由公開API到應用軟件組件的系統軟件模塊組成，并實現基本平臺功能，如硬件抽象、大容量存儲、網絡通信、電源管理和過程控制。此外，還提供了諸如時間和空間隔離，強制訪問控制和運行時監視等低級安全和其他安全機制。平臺服務層由實現高級管理和監控功能的軟件組件組成，如狀態管理、空中更新、診斷和實時入侵檢測。該層也應該使用開源方法實現，并應盡可能重用現有的軟件。軟件平臺層還允許應用軟件組件的分區，并提供防御惡意攻擊，設計缺陷和硬件故障的彈性保護機制。

ADAS作為車輛智能化的初級階段產品，率先普及并商業化。根據技術條件和產業化發展階段判斷，目前還處于輔助駕駛向半自動駕駛推進的階段。主要的ADAS技術包括自適應巡航ACC、車道偏離預警LDW、車道保持輔助LKA、前裝預警FCW、自動緊急制動AEB、盲點探測BSD、自動泊車AP等。

可見，隨著汽車產業的快速發展，汽車將由過去的技術與性能為評價標準逐步轉向軟件定義汽車，軟件將成為汽車差異化競爭的焦點。

強化汽車軟件核心技術掌控能力

總體而言，我國軟件產業的發展起步比國外軟件強國晚了近半個世紀，無論是傳統的PC端，還是移動終端軟件系統，國外跨國公司均掌握了大多數的關鍵技術，并設置了較高的進入壁壘。我國已經出臺了《中國制造2025》《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》《關于深化制造業與互聯網融合發展的指導意見》《促進大數據發展行動綱要》《國家信息化發展戰略綱要》《軟件和信息技術服務業發展規劃（2016-2020年）》等政策指導。就我國智能汽車軟件企業而言，汽車軟件總體發展規模小，技術尚不成熟，在技術研發等方面同國外軟件巨頭差距較大。應積極鼓勵我國軟件和互聯網企業發揮核心技術研發能力強、產品迭代速度快，汽車企業熟悉相關軟件需求和特點的優勢，聯合起來共同探索互聯網開放模式下的智能網聯汽車軟件技術、產品及服務創新。

制定汽車軟件行業規范和標準

我國在智能輔助駕駛系統，雷達、攝像頭等傳感系統方面，車載終端操作系統、車聯網通信協議等關鍵共性技術上還沒有形成統一標準，應用軟件的接口協議混亂，沒有形成行業應用軟件接口規范，在很大程度上制約了我國智能汽車軟件的發展。在車控軟件、操作系統、自動駕駛領域，積極了解和掌握國外相關規范和標準，結合我國汽車和軟件產業的發展態勢，制定具有我國特色的行業標準，將對我國汽車軟件和智能汽車發展具有重要的推動作用。

提升國產軟件信息安全水平

智能汽車智能化、網聯化程度的發展對軟件開發提出更高要求。每個網絡接入點都意味著新風險點的引入，大幅增加了車輛的安全風險。攻擊者只要修改軟件系統某一環節的數據，就可能使系統做出錯誤判斷，并引發車輛事故。應積極搭建智能汽車軟件檢測和評估平臺，衡量信息安全保護管理措施和技術措施是否符合信息安全保護需求，通過測試排查信息安全隱患和薄弱環節，明確整改要求，提升安全防護能力。

培養汽車軟件研發復合型人才

據不完全統計，我國整個智能汽車行業人才的總量嚴重不足，其中產品研發、試驗測試、數據分析這三個職能部門的人才缺口比較大，分別高達23％、17％和12％，人才缺乏與人才質量不高成為阻礙產業發展的重要問題之一。智能汽車軟件研發涉及汽車、軟件、互聯網等多個領域，對人才素質要求高，包括變革精神、溝通能力、專業知識、項目管理、教育背景、跨界思維、包容性等。我國應加快培養一批具有國際領先水平的汽車軟件專家和學術帶頭人，培養和鍛煉一批從事智能汽車軟件研發的創新團隊。制定吸引創新人才的激勵政策，加大從國外和跨國企業引進領軍人才和技術研發骨干的力度。深化產教融合，鼓勵企業與高等院校合作開設智能汽車軟件相關專業，協同培養工程技術人才。

軟件定義汽車所搭建的是汽車智能化和自動駕駛汽車的基礎。隨著技術創新與軟件升級的協同，軟件將重構、再造汽車。也就是說，軟件不只是控制汽車底層的硬件運行，更是使汽車具備自學習能力、拓展豐富可能性的智能系統。軟件不僅驅動輔助駕駛，還將成為車輛的中樞與靈魂。

軟件定義汽車的終極目標是無人駕駛。無人駕駛使車輛行駛更加安全，使交通運行更加高效，使我們的出行更加經濟。