智能底盘软件演进历程、操作系统架构及特点介绍

智能底盘软件演进分为以 ABS 为代表的发展初期，以 AUTOSAR 为标 志的标准化时期以及融合发展时期：

汽车底盘软件发展初期。在智能底盘软件发展的初期阶段，其主要目标 是通过软件和电子控制器来提高汽车底盘性能，安全性成为这一阶段的关 注重点。1978 年，德国 BOSCH 公司和 BENZ 公司联合推出 ABS，通过软 件控制，ABS 能够实现更精确的制动压力调节，从而提高制动效果和稳定 性。此后，AYC、TCS 等系统相继出现，进一步丰富了汽车底盘软件的功 能。在这一阶段，汽车底盘软件的规模较小，安全性主要依赖开发人员的经 验，尚未形成专门针对汽车应用场景的开发标准。 汽车底盘软件标准化时期。随着电子信息技术的发展，车辆上安装的电 子控制器数目迅速增加，新产品的开发都有软件的深度参与，软件的规模迅 速膨胀。软件开发的安全管控难、团队协作沟通成本高的问题逐渐凸显。为 了解决这些问题，行业相关企业和机构于 2003 年成立 AUTOSAR，旨在定 义和实现硬件、基础软件、应用之间的分层解耦和优化集成，基础软件封装 解耦不同芯片及硬件驱动、提供标准化接口和输入输出等应用服务，以便于 不同控制器的应用。同时 AUTOSAR 提供高效自动化的开发调试工具链， 推动系统架构和接口的标准化。在 AUTOSAR 软件开发标准下，汽车底盘 软件具备更好的可扩展性和可移植性，降低了汽车软件开发的重复性工作， 提高了工作效率。

汽车底盘软件融合发展时期。随着电子电器架构向中央集中演进，智能底盘软件进入融合发展初期。智能底盘操作系统需满足新一代硬件和应用 开发集成模式以及 ICT 功能，并能持续更新和高效扩展。目前，底盘控制 功能逐渐集成，底盘域各子系统控制软硬件解耦，算法上移至域控制器。底 盘域控制器承担智能汽车“小脑”功能，通过软件对更多底盘域信号进行融合 处理，生成期望控制信息，对各个子系统进行协调控制，实现更多功能及场 景应用，如蟹行乐趣驾驶、高速极限避障、横向平移、原地转向、预稳定控 制等，部分功能已进入开发落地阶段。面向中央集中控制，底盘将进一步与 动力、智驾及座舱域融合，功能边界不断拓展。如在底盘与动力域融合架构 中，域控制器根据车辆的行驶和电池状态信息，精确控制制动力度，提高制 动能量回收效率；在底盘与智驾域融合架构中，根据不同的驾驶模式，底盘 系统可以调整悬架的硬度、转向的力度和制动的灵敏度，以满足用户对舒适 性和操控性的需求；在无人驾驶场景中，底盘域控制器需要随时接收远程控 制信息以实现安全保底功能。智能底盘需要构建集中统一的软件架构满足 电子电器架构发展趋势，支撑底盘域复杂的软硬件环境及功能拓展。

智能底盘操作系统架构是指面向底盘域控、中央计算及车云一体三级 智能计算架构的广义操作系统参考架构。核心目标是为企业提供全面的智 能底盘操作系统逻辑架构，企业可根据不同电子电器架构灵活规划及部署 功能模块，实现智能底盘应用的高效集成、定制化开发及智能化扩展；未来， 智能底盘可以与智能驾驶、智能座舱等域广义操作系统融合成为整车全域 21 操作系统，进一步支撑汽车智能化升级。 智能底盘操作系统参考架构采用分层设计，支持软硬件解耦和操作系 统与应用解耦及优化；支持高性能计算芯片、多种传感器、执行器、通信网 络和电子电器架构；提供实时、安全框架，确保高确定性和高实时性的服务 运行，满足功能安全、信息安全等要求；支持 SOA 软件架构、车云协同计 算框架，集成跨平台统一应用接口，实现智能底盘及跨域融合应用拓展；提 供四项多自由度融合、能源管理、智能扩展及基础服务支持。

系统软件分为内核层和中间件层。系统软件可兼容 AUTOSAR CP/AP 标准，通过实时内核与虚拟化管理对硬件资源进行合理的分配与调度，为复 杂的功能及应用提供安全实时稳定的基础支撑；通过接口驱动实现对计算 单元、传感器及执行器等硬件的综合控制。 功能软件分为框架层和服务层。功能软件根据智能底盘功能的核心共 性需求，提供功能框架及服务组件，借助标准的应用软件接口，为上层应用 软件的开发与集成提供有力支持，实现操作系统与应用软件解耦。 安全体系是指智能底盘全生命周期所需的安全流程及工具等，包括功 能安全、预期功能安全、信息安全及数据安全等。

工具链及管理为智能底盘操作系统及应用的高效开发迭代提供支撑， 包括开发调试工具、测试仿真工具、持续集成工具及先进的管理方法流程等。 智能底盘操作系统接入计算单元、传感器、执行器、通信及存储等硬件 资源，并支撑复杂应用的开发与运行。通过对计算平台的资源分配与调用， 和对多传感器及执行器的数据抽象处理，支撑智能底盘四项多自由度融合 控制，结合先进的通信技术，支持智能底盘软硬件的远程控制和更新，并与 智驾域、座舱域、车身域等集成，实现整车驱动制动转向悬架、热管理、远 程控制等功能全面智能化。

立足智能底盘发展新阶段，结合当前量产应用实践，同时适应未来高级 别自动驾驶落地及电子电气架构中央集中趋势，定义智能底盘操作系统总 体架构。该架构在兼容 AUTOSAR CP/AP 标准基础上，对智能化共性服务 框架进行了升级：系统软件方面，加入虚拟化管理及 SOA 框架；功能软件 24 方面，定义接口抽象及数据处理、实时框架、安全框架，提出车云协同计算 框架，服务层集成底盘域及跨域共性服务软件组件，灵活实现应用功能开发 及部署。其具体特点如下： 分层解耦。针对智能底盘的硬件、传感器、应用等，智能底盘操作系统 定义了新一代分层解耦软件架构。各层次间优化低耦合，通过标准化接口形 成新的产业分工，提升了操作系统的灵活性、可维护性和可扩展性，便于开 发管理和集成优化。同时，分层解耦可以更好地整合产业链资源，促进各环 节之间的分工与协同创新。各层次间功能划分明确，企业依据自身优势更加 专注于特定层次的产品开发，在各领域发挥最大的价值，同时统一的标准及 规范使各企业间建立紧密联系，共同推动产业链的协同创新。

异构融合。智能底盘操作系统架构支持并包含多层级的异构单元及其 融合，为智能底盘及整车技术创新提供了更广阔的空间和可能性。硬件上支 持 MCU/域控/区控/中央域控等多种芯片及传感器形态，多种电子电气架构； 系统软件支持虚拟化管理、安全实时内核及不同接口驱动、通信及管理中间 件；功能软件框架层覆盖实时、安全，以及车云计算和大模型计算框架；服 务层包含车辆底盘应用的融合服务、能源管理务及其他域的智能化扩展，以 及数据和安全等 ICT 基础服务；应用方面高效支持底盘域功能、SOA 跨车 内域应用、车云一体跨车云应用，通过统一的接口和通讯机制实现多域之间 的数据交换和功能协同，为丰富多场景应用提供透明支撑。 高实时和高安全。智能底盘操作系统架构满足底盘控制系统对高实时 性和高安全性的要求。高效实时的内核及实时框架可以支持复杂控制算法 和高频的传感器数据处理，确保系统反应快速、可靠；通过虚拟化技术、安全框架、信息安全及数据安全等基础服务形成多层安全防护体系，确保智能 底盘系统在复杂多变的环境下仍然保持稳定可靠的运行。

软件定义。在智能化方面，智能底盘操作系统提供和接受智驾域、座舱 域等的服务，实现底盘功能 SOA 下的开发和和扩展；智能底盘操作系统也 可插入 L2 等基本功能实现 ASIL-D 级的安全保底；此外，智能底盘操作系 统实现和支持数据采集处理闭环功能、数据安全、信息安全、OTA 等智能 化功能升级，远程接管和 V2X 服务，底盘域计算跨域及跨云支持、AI 及大 模型计算框架等。 应用方面，企业可以根据不同系统及物理架构对智能底盘操作系统参 考架构进行剪裁与部署，如对于转向制动融合系统，智能底盘操作系统会自 动裁剪为只包含转向制动的操作系统；而对应动力底盘融合系统，将会部署 完整的智能底盘操作系统。