在理想发布理想星环OS并且开源以后,各种声音都有。最近我们来到北京,近距离的倾听理想对这款OS的解读。
这是一款面向AI智能化的整车操作系统,星环OS以算力池化、软硬解耦、端到端实时性与纵深安全为核心,解决了芯片适配、算力成本、系统复杂性与安全风险等行业痛点,显著提升了性能、效率与用户体验。
开源模式目的是希望站在更高的纬度,打破中国汽车行业“重复造轮子”的困局,通过生态共建降低研发成本,加速智慧系统演进。
大家感兴趣的是星环OS到底怎么样,从现实来看,在破解硬件迭代与软件快速进化之间的矛盾、以安全可靠的方式满足AI算力急剧增加的需求,这是一种解决问题的思路,可以降低成本、提升安全和构建生态合作方面有了自己的答卷。
灵魂的提问:
星环OS的关键是什么?
对大部分技术人员和工程师来说,理想星环OS的系统架构是什么,到底做了哪些关键创新,有胆量开源是可以针对行业痛点有好的方案,这些疑问都是非常重要的。
从理想的研发体系来看,星环OS定位于整车AI操作系统,覆盖车控、智驾、座舱与通信,为智能汽车提供高性能、安全可靠的底层平台。
与传统汽车操作系统(如AUTOSAR)相比,星环OS以全域协同与软硬结合为核心,解决了芯片适配、算力成本、实时性与安全性的四大矛盾,为智慧系统的演进奠定了技术基础。
● 资源集中与共享
星环OS采用先进的算力池化技术,通过内部虚拟化机制,将各类异构计算资源(如CPU、NPU及其他IO设备)抽象为统一的“算力池”,实现跨域调度与资源共享。
整车中原本零散且孤立的算力资源得以整合,从而打破传统架构下每个ECU各自为政、重复部署硬件资源的局限。
通过引入车载以太网、确定性通信协议栈以及全局同步机制,系统实现了各控制域之间数据传递延迟极低,保证了关键任务端到端实时确定性的要求。
● 软硬解耦与灵活适配
传统汽车系统中,软件开发和硬件更新往往呈现出较大迭代周期的不匹配,限制了智能化功能的快速更新。
星环OS通过软硬解耦设计,构建了包含MCAL、HAL等标准化接口的抽象层,使得底层硬件变动仅需进行接口适配而无需大规模重构上层应用。
同时,通过软软解耦技术,各业务模块实现了独立迭代和快速部署,进而大幅缩短新功能上线时间,降低研发对硬件平台的依赖,真正实现了软件定义硬件的愿景。
● 端到端实时确定性解决方案
针对汽车安全关键系统对实时性和确定性的苛刻要求,星环OS在内核、调度与通信层面进行了全方位优化。
采用抢占式的硬实时内核设计,在中断处理和任务切换上实现了极低延迟;同时引入了跨核、跨域协同调度方案,确保从传感器数据采集到决策执行全过程的时间抖动控制在极低范围内。
通过对TSN(时间敏感网络)协议栈的深度集成,保障了各节点间数据的有序传输,使整个系统在面对高并发、实时任务时依旧保持稳定与可靠。
● 安全防护体系与原生开源优势
在智能化与网联化应用场景中,系统越是复杂,安全风险也越显著。星环OS构建了从硬件到软件全链条的纵深安全防御机制,以应对潜在的网络攻击和应用滥用风险。
通过建立数据加密、系统完整性保护、身份认证和可信执行环境(TEE)等多重安全防护措施,有效降低了潜在攻击面。
平台在启动阶段构建基于信任链的安全验证机制,确保加载的软件均为经过验证的可信模块;同时在运行时,通过持续的系统监控和动态身份认证,阻隔恶意指令注入与非授权访问。
通过软硬件协同策略,安全防护能力得到了从芯片适配到上层应用全程覆盖,为整车安全保驾护航。
开源是星环OS倡导的核心精神之一。理想汽车通过将星环OS开源,不仅希望推动内部研发成果共享,同时也鼓励行业内各方共同参与到生态共建中,破解重复造轮子的现状。
通过开源,车企、芯片厂商以及第三方开发者可以基于同一平台进行技术合作与创新,加速技术落地,普惠最终用户。
共享机制不仅降低了研发成本,同时也促进了跨界资源的充分整合,为汽车全生命周期的系统升级和持续进化提供了可靠保障。
星环OS在解决汽车实际问题中
的优势与价值体现
近年来全球供应链环境复杂,芯片资源短缺成为影响整车研发的重要瓶颈。星环OS通过自研开放芯片适配接口,成功将新型号芯片的上车周期从传统的六个月缩短到仅一个月,极大缓解了芯片荒对产业链的冲击。
系统原生支持多种芯片架构(包括ARM A核、R核、Tricore及RISC-V等),实现了芯片选择的自由度与灵活性,从而使车企在面对市场变化时能够迅速应对,降低硬件库存及采购风险,同时在物料清单成本与整车重量控制上具有明显优势。
在当前智能化进程不断加快的背景下,用户对汽车软件功能的迭代及体验升级有着极高期待。
星环OS借助深度解耦与定制化工具的优势,实现了软件与硬件的高效协同与同步演进。通过OTA升级方式,车企可以迅速部署新功能、优化性能,甚至在部分场景下减少硬件改动,降低整体研发投入。
与此同时,通过服务化架构设计,不同功能模块的独立迭代能够避免相互干扰,保证了系统稳定性与高效性,为自动驾驶、智能座舱等复杂应用的普及提供了坚实的技术支持。
● 除了应对硬件演进与功能迭代的挑战,星环OS在确保安全性与实时性方面也取得了显著突破,具体体现在以下几个典型价值场景中:
◎ 智能汽车的传感器跨域共享:针对传统架构下各子系统重复配置传感器资源造成的浪费,星环OS通过统一抽象和资源服务化,成功实现了跨域、跨控制器甚至跨核间的传感器数据共享。
这降低了传感器部署数量和成本,实现了从10毫秒级延迟到1毫秒以内的极速响应,极大提升了系统整体的实时性和协同性。
◎ AEB/AES安全关键链路的响应优化:自动紧急制动(AEB)和自动紧急避让(AES)作为汽车安全防护的最后一道防线,对系统端到端时延和准确性要求极高。
星环OS通过全局时间同步、高精度调度以及确定性通信机制,实现了相关链路时延的显著降低,响应速度提升达1倍以上,同时抖动减少至原先的1/5,为车辆在高速行驶下提供了更为稳健的安全保障。
◎ 车载通信链路的安全防护:在智能化、网联化的趋势下,车内数据交换与指令传递频繁,传统中间件在安全机制上存在诸多隐患。
星环OS借助PKI证书体系和权限管控机制,对车内各模块间的数据进行全程加密和动态身份认证,有效防止恶意软件注入,提升了通信链路的安全性和可信度。
通过软件与硬件协同加速密码算法的运行效率,车载通信整体性能得到了大幅提升,为整车信息安全构筑了坚固防线。
星环OS不仅仅在单一技术维度上取得突破,而是将底层硬件、通信、应用层以及安全机制有机融合,形成了一个深度协同的整体性平台。
正如人体的神经系统、小脑、大脑与免疫系统紧密配合,星环OS四大支柱模块协同作用,共同实现了从传感器输入到决策执行再到安全防护的闭环管理。
这种统一、整体的设计理念,不仅保证了各子系统功能的最优协同,同时为未来智能驾驶、自动泊车、车联网以及空间机器人等复杂应用打下了坚实基础。
开源战略将进一步吸引更多生态合作伙伴加入,实现车企之间、车企与芯片厂商之间的信息互联共享,共同推动软件定义汽车的深入应用。