智輅￨国科础石：开源共创，打造自主可控的“系统底座”

据麦肯锡预测，全球汽车基础软件市场将在2020-2030年间实现170%增长。至2030年，全球市场规模可达80亿美元，汽车基础软件市场大有可为。不过，截至目前，汽车操作系统仍由QNX、Linux主导，国内尚缺乏能完全替代的操作系统生态和解决方案。

站在汽车软件发展机遇与挑战并存的路口，中国企业如何在变革中突围？作为致力于在汽车软件基础设施层面赋能客户的科技公司，国科础石的答案是：通过开源共创，共同推进汽车基础软件跨越式发展。

攻坚基础软件薄弱环节

当前，国内智能汽车软件产业链已逐渐建立，但操作系统仍未实现自主可控，特别是基础操作系统仍受诸多制约，中国汽车产业亟需自主可控、高安全、高性能的汽车基础软件。

在日前由中国汽车工程学会主办的“2023国际汽车智能出行大会”上，国科础石市场运营总监杨远东指出，国科础石致力于打造自主可控的基础软件产品，首要的目标就是解决在汽车底层操作系统软件供应链的卡脖子问题，助力主机厂及Tire1厂商高效构建安全关键型的软件系统，降低软件研发复杂度与成本。

采访交流中，杨远东告诉记者，作为中国科学院、重庆市合作共建汽车软件创新研究平台的重要组成部分，目前国科础石已开发了一系列汽车实时操作系统、汽车SOA中间件及配套工具链等产品及服务。

在操作系统领域，国科础石提供面向智能汽车全域的操作系统内核解决方案，通过突破快速可分离内核架构、高可信实时智能计算、持续安全验证等核心技术，为上层应用层提供基本的底层系统功能，也为功能安全、预期功能安全、信息安全提供底层运行支撑保障。产品包括础光Linux、础光智能操作系统、础光实时操作系统（Photon RTOS）、中央计算架构下的虚拟化解决方案——础光虚拟机管理器（Photon Hypervisor），以及础光调优及诊断工具（Photon D&E Tools）。

其中，面向智能汽车座舱域、自动驾驶域，国科础石推出础光Linux，以应对行业3～5年的现实需求；同时，为应对高级别自动驾驶的需求，国科础石正在研发大型操作系统——础光智能操作系统，该系统可以通过ASIL-D认证，并且兼容Linux生态；面向车控域，国科础石研发的础光实时操作系统可直接运行在MCU上，兼容AUTOSAR CP R20-11标准，通过对内核的实时性强化，并针对在满足实时性的同时对内存和时钟的保护进行了优化；此外，础光虚拟机管理器可支持同时运行Linux和Android操作系统，分别运行智能仪表和中控娱乐业务。

础光通信中间件则基于以数据为中心的连接中间件协议和API标准规范(DDS)，针对汽车行业进行了全面的适配，支持实时系统的数据通信和共享，具有快速、可靠地传输数据的特点，能自动将数据分发到多个节点，确保数据在节点之间的同步和一致性。

础光软件工程工具可帮助企业解决在研发过程中的效率问题，帮助降低软件研发复杂度，促进汽车领域生态企业在构建安全技术底座的基础上提升开发效率，进一步促进技术创新及应用。

础石系统及应用诊断调优工具，可用于实时常态化的对操作系统和应用程序的性能、稳定性、业务异常抖动等问题进行根因诊断，可提前发现系统中的Corner-Case，也可帮助用户提前发现操作系统和应用程序异常。

在未来的产品布局上，杨远东指出，国科础石将结合SOA架构下的中间件及工具链产品，形成下一代智能汽车整车操作系统解决方案，帮助汽车领域生态企业提升开发效率。

有序推进开源开放

随着汽车产业的发展，硬件逐渐趋于标准化，软件已成为汽车产业发展和企业竞争的核心焦点。操作系统是软件发展的基础，但目前业内汽车操作系统的发展还处于初期阶段，行业之间构建战略合作，打造国内智能汽车新生态至关重要。

单花不成春，独木不成林。开源协作是被PC和互联网时代验证过的高效的软件生产方式，也是汽车操作系统生态化快速发展的重要路径。

国科础石在成立之初就确立了操作系统开源的战略。在杨远东看来，只有通过开源，才能推进行业基础软件的进一步发展。“通过开源开放，能更好地实现全产业共建、共治、共享的软件生态。通过开源的方式广泛吸纳产业链每个环节开发者的参与，贡献代码和快速迭代，形成活跃的社区生态，在硬件兼容、人才梯队建设、应用扩展、组件丰富、测试落地等方面取得良性循环。”

“国科础石秉承‘技术创新驱动+生态开源开放’的理念，一方面，通过开源开放，对开源社区提供成熟验证的底层技术，成为产业技术基础；另一方面，通过开源推动产业共建，在成熟基础版本上快速迭代，广泛兼容，形成更新的成熟技术。”杨远东进一步表示。

据悉，2023年年初，国科础石正式对外发布础光操作系统整体规划及开源计划，并陆续对础光Linux操作系统、础光实时操作系统（Photon RTOS）进行开源。面向未来汽车多域融合和计算集中的发展趋势，国科础石也在同期打造面向下一代智能汽车的汽车操作系统整体解决方案及支持多核异构环境下的混合关键内核操作系统，并有计划地对外开源。

据介绍，已开源的础光Linux基于Linux 5.10版本进行改造，从中断线程化、调度策略、进程切换等方面进行了优化，支持抢占式内核，并且针对性能、安全性、可靠性等方向进行了内核优化和性能效率提升。通过开源实时性测试工具cyclictest测试，典型硬件平台上础光Linux在大压力环境下的中断延迟和调度延迟的最高延迟时间可以控制在100us以内。

目前Linux操作系统已经在汽车领域逐渐进入应用阶段，但Linux操作系统在设计之初是专门为服务器运行而设计，在实时性、安全性、可靠性等方面尚未做到较好地支持车规级应用。国科础石推出础光Linux开源版本，同时也将企业在操作系统内核上做的优化实践和经验分享给行业，推进行业共建。

从流程设计开始抓安全

在软件定义汽车的时代，汽车软件的架构变得越来越复杂，这也给汽车安全带来了新的隐患。在汽车软件功能设计上，如何输出标准化和高安全的产品，是国科础石思考的重点。

杨远东介绍，国科础石不仅专注关键核心技术的攻关，更关注如何为主机厂及合作伙伴提供更加安全的产品及服务。杨远东向记者介绍，为了打造高安全的产品，国科础石从产品流程设计开始下功夫，以高标准搭建完善的功能安全分析、设计、开发、测试的全流程能力体系，为汽车安全生命周期管理打下了坚实基础。

2022年12月，国科础石通过了国际独立第三方检测、检验和认证机构德国莱茵TÜV集团的ISO 26262功能安全管理体系最高等级ASIL D认证；2023年11月，础光通信中间件通过ISO 26262最高等级ASIL D产品认证。据悉，ISO 26262是全球公认的《道路车辆功能安全》国际标准，已成为电子零部件供应商进入汽车行业的准入门槛之一，覆盖汽车功能安全需求规划、设计、实施、集成、验证、确认、配置全流程。其中，ASIL D级是最高级别的功能安全认证等级。

获得这项认证，意味着国科础石完整地建立起了符合ISO 26262标准要求以及汽车功能安全最高等级ASIL D的软件产品开发流程和功能安全管理体系，也意味着国科础石已经搭建起一支掌握功能安全开发方法、具备功能安全开发能力，能为汽车行业客户提供符合行业实践的产品落地团队。

面向未来，杨远东表示，国科础石将依托前沿技术及更安全的基础软件产品，进一步开发智能汽车整车操作系统方案，帮助主机厂与自动驾驶厂商解决自动驾驶应用层在安全性、可靠性上存在的瓶颈，建立安全可信赖的“系统底座”。