对理想星环OS开源的分析解读

‌一、背景

2025年3月27日，在北京举办的2025中关村论坛年会上，理想汽车董事长兼首席执行官李想宣布理想汽车自研整车操作系统“理想星环OS”halo OS将全面开源。理想汽车也成为全球首个将汽车操作系统开源的车企。 

图1 发布会现场，图片来自搜狐汽车

李想对理想星环OS和AUTOSAR的区别进行了讲解，部分原文引述如下：

“在自研汽车操作系统之前，我们也和行业里很多车企一样，选择AUTOSAR的商业闭源操作系统。为了便于大家理解，简单介绍下我们的操作系统和AUTOSAR的区别。

• 芯片适配性：AUTOSAR对于新款芯片的支持不足，现在我们的理想星环OS支持市面上各种主流的车规芯片的架构，尤其是国产的芯片，实现了芯片选择自由，解决了自2020年开始持续三年的“芯片荒”。

• 芯片适配开发周期：新的芯片去适配AUTOSAR基本需要3-6个月的时间，现在我们的理想星环OS把这个时间缩短到4周以内。

• 车端全链路响应速度：以前车上每个模块各自为战，现在我们的操作系统做到了全链路融合，响应速度快了1倍，响应稳定性提高了5倍。反映到高速AEB上，时速120公里下的刹停距离可以减少7米。

• 信息安全：以前信息存储和传输过程中的安全机制不完善，现在我们构建了端到端的安全能力，用户关键数据可以保存在安全空间中，有效应对非法控车和隐私数据泄露风险。

• 成本：我们过去每年要付出几十亿元的相关BOM成本，以及几千万的AUTOSAR授权费，现在用了自己的操作系统，由此节省下来的成本可以最终会反映到用户购买的价格上。相当于同样的价格，用户可以获得更多的安全和舒适配置，享受到更优质的体验。”

理想汽车也表示，自研OS是“逼上梁山”，首要原因是autosar的高使用成本和长芯片适配周期，其次是对autosar闭源的性能和安全性的担忧，毕竟看不见内部。

图2 自研理想星环OS的初衷，图片来自公开资料

据报道，理想星环OS的自研是2021年启动的，历时三年，累计投入研发费用超10亿，研发团队超200人。

二、 术语AUTOSAR的四重含义和费用之源

星环OS有暗含摆脱和代替autosar的意图。那么Autosar到底是什么？

就像我们在计算机科学中说线性可以指代不同含义一样，autosar汽车开放系统架构（Automotive Open System Architecture）这个词其实也有多重含义，笔者总结至少有如下四重含义：

第一是指一个组织的名字，一个全球工业合作组织。它是一个由全球汽车制造商、供应商以及电子、半导体和软件行业的其他公司于 2003 年共同成立的工业合作组织 。其成员多达数百家公司。该组织致力于为汽车工业开发一个开放的、标准化的软件架构，推动汽车行业在软件和硬件组件标准方面的协同发展。发起者主要是德国公司，像宝马、博世、大陆集团、奔驰、西门子 VDO 和大众等都是其创立成员，之后福特、标致雪铁龙、丰田、通用等也相继加入 。

第二是一系列成套标准的名字。作为汽车行业的标准化方案，AUTOSAR 制定了汽车电子系统和软件的相关标准。通过提供基本软件模块规范、定义应用接口以及构建基于标准化交换格式的通用开发方法，来提高汽车电子系统和软件的可扩展性、可靠性和互操作性 。autosar依据的标准包括 OSEK、HIS、ASAM 和 ISO 等标准，以及 CAN、FlexRay 和 LIN 等工业标准，在它们的基础上制定和推广操作系统、硬件驱动和协议的概念及标准定义工作 。

第三是特定汽车软件架构的名字。AUTOSAR 架构基于分层和模块化原则构建。它将汽车电子系统的硬件与软件分离，把功能模型软件、软件组件分开，由不同制造商研发，再经自动配置过程组合成具体项目。其设计是典型的分层架构。

该架构主要包含以下几个部分：

基本软件层BSW：由标准化软件模块构成，大多不针对特定汽车工作，但能提供运行上层软件功能所需的服务，像微控制器抽象层、控制器抽象层（ECU 和微控制器硬件抽象层 HAL ）以及相互独立的服务层（如操作系统、通信协议和存储器管理）等都属于基本软件层 。

运行时环境（RTE）：作为中间件，RTE 负责在应用程序软件组件之间，以及基本软件和应用程序软件组件之间进行 ECU 内部和 ECU 之间的信息交换，也被称为虚拟功能总线（Virtual Function Bus），其作用是控制数据交换，确保软件组件可任意分布在不同设备上，而无需考虑其他运行时系统或不同功能的计算结果 。

应用层ASW：由各种软件组件组成，这些组件基于 AUTOSAR 标准开发，实现汽车的各种功能，如发动机控制、制动控制、安全系统功能等。

第四是指符合autosar标准和按照autosar架构，各个软件厂商实现的RTE和BSW具体软件产品，提供接口给主机厂OEM自行开发的应用软件调用。

这类软件产品国外有：

1、大陆集团（Continental）

大陆集团提供了满足 AUTOSAR 标准的 RTE 和 BSW 软件产品。例如其集成式基础软件套件，该套件包含了丰富的基础软件模块，像通信栈、诊断服务、内存管理等。其 RTE 能够高效地实现应用层软件组件之间以及与基础软件之间的数据交互。

大陆集团的这些软件产品被许多主机厂采用，比如长安汽车。长安在其部分车型的电子控制系统开发中，使用了大陆集团符合 AUTOSAR 标准的软件产品。通过利用这些成熟的 RTE 和 BSW 软件，长安汽车可以更专注于自身应用软件的开发，提升了开发效率和产品的可靠性。

2、Elektrobit（EB）

EB 提供了 EB tresos AUTOSAR 解决方案，这是一套全面的 AUTOSAR 软件产品。其中的 RTE 具备高度的可配置性和灵活性，能够适应不同的硬件平台和应用需求。其 BSW 模块涵盖了微控制器抽象层、驱动层和服务层等多个层面，为应用层软件提供了稳定的运行基础。

吉利汽车在其智能座舱和自动驾驶相关的电子系统开发中，采用了 EB tresos AUTOSAR 解决方案。吉利可以借助 EB 的 RTE 和 BSW 软件，快速搭建起符合 AUTOSAR 标准的软件架构，然后在此基础上开发具有自身特色的应用软件，加速了新车型电子系统的开发周期。

3、Vector Informatik

Vector 提供了 DaVinci Developer 工具链以及相应的 RTE 和 BSW 软件产品。DaVinci Developer 工具可以帮助用户进行 AUTOSAR 软件的配置和开发，其 RTE 和 BSW 软件具有良好的兼容性和性能表现。

一汽集团在其新能源汽车的电子电气架构开发中，使用了 Vector 的 AUTOSAR 软件产品。通过 Vector 的工具和软件，一汽能够更方便地实现软件组件的集成和配置，并且可以根据自身需求对 RTE 和 BSW 进行定制化开发，以满足新能源汽车复杂的功能需求。

这类产品国内也有不少厂商提供：

1、东软睿驰

东软睿驰开发了NeuSAR 基础软件平台，该平台全面覆盖了经典 AUTOSAR（CP） 和自适应 AUTOSAR（AP）。在经典 AUTOSAR 领域，提供了完整的 BSW 模块，包含微控制器抽象层、ECU 抽象层、服务层等，其功能模块设计遵循严格的 AUTOSAR 标准，具有高度的可配置性和可移植性。而 RTE 部分能够实现高效的数据交互与任务调度，确保应用层软件组件之间以及与基础软件之间的稳定通信。在自适应 AUTOSAR 方面，NeuSAR 适应了汽车电子电气架构向域集中和中央计算演进的趋势，提供了面向服务的软件架构，支持高带宽、低延迟的数据通信，以满足智能网联汽车对实时性和可靠性的严格要求。

而且东软还提供了与之配套的工具链。这些工具可以帮助开发者更高效地使用 RTE 和 BSW 产品，进行代码生成、配置管理以及系统测试等工作，进一步提升开发效率和质量。东软的 AUTOSAR 产品已与多家国内主机厂展开合作，笔者所在公司也在考虑采购。例如，与一汽红旗汽车在部分高端车型的电子控制系统开发中进行合作。红旗汽车借助东软 NeuSAR 平台提供的 RTE 和 BSW 接口，自主开发了一系列具有特色的应用软件，如智能驾驶辅助系统的控制软件、座舱娱乐系统的交互软件等。通过这种合作模式，红旗汽车能够专注于自身核心竞争力的应用软件研发，同时利用东软成熟的基础软件平台确保系统的稳定性和兼容性，加快了新车型的上市周期。

还有普华基础软件的 PrimusAutoSAR 产品，经纬恒润的AURIX TC3xx 系列 AUTOSAR 解决方案，等等，不一一列举。

其实Autosar的标准和架构都是不要钱的，主要要钱的都是符合Autosar标准和架构的具体软件产品的一次性费用和授权费，以及配套工具链使用授权费。

具体的费用表如下：

表1 autosar费用表

图3 Autosar会员费，一般OEM都是attendee免费，来自AUTOSAR_EXP_Introduction_Part1.pdf

由于理想并不是AUTOSAR 组织会员，不存在会员费，所以理想每年数千万授权费推测来看应该是表1中的1,2,4三项。

三、 星环OS是替代AUTOSAR还是替代AUTOSAR OS

Autosar架构中本身带有Autosar OS，理想星环OS是要代替这个OS呢？还是要代替autosar的整个RTE+BSW呢？ 

图4 autosar架构中本身带有autosar OS，图片来自网络

AUTOSAR OS（汽车开放系统架构操作系统）是专为汽车电子控制单元（ECUs）设计的实时操作系统RTOS，real time OS，其主要用途在于支持复杂的汽车软件系统，并提供高效的多任务处理、任务调度、资源管理和通信机制。

AUTOSAR OS（操作系统）并不直接包含 MCAL（微控制器抽象层）AUTOSAR OS 依赖于 MCAL 提供的硬件抽象接口来实现对硬件资源的访问和控制。例如，当操作系统需要进行中断处理时，它会通过 MCAL 提供的中断服务程序接口来与硬件进行交互。而 MCAL 则为 AUTOSAR OS 提供了一个与硬件无关的抽象层，使得操作系统可以在不同的微控制器平台上运行，提高了系统的可移植性和可扩展性。

操作系统适配不同芯片的难点主要体现在以下几个方面：

1、架构和指令集差异：不同的芯片可能基于不同的指令集架构（ISA），例如X86、ARM、RISC-V等。每种架构都有其独特的指令集和寄存器配置，这意味着为一种架构编写的代码不能直接在另一种架构上运行。为了使软件能够在不同的架构上运行，通常需要重新编译代码，并且可能需要修改源代码以适应特定架构的特性。

2、硬件抽象层（HAL）和板级支持包（BSP）：每个芯片都有其特定的硬件特性，如内存管理单元（MMU）、中断控制器、定时器等。操作系统需要通过硬件抽象层来屏蔽这些差异，提供统一的接口给上层应用。此外，板级支持包对于初始化硬件和提供底层驱动程序至关重要。

3、性能优化：即使是在相同的操作系统下，不同的芯片可能具有不同的性能特征。为了最大化利用每种芯片的能力，可能需要针对具体芯片进行性能调优，这包括调整调度策略、内存分配策略等。

因此任何操作系统适配不同芯片都是工作量巨大的工程，即使星环OS，也只是宣布把单个芯片适配时间缩短到4周以内，而不是即插即用。

根据媒体对星环OS关于芯片的描述：

“芯片适配性：AUTOSAR对于新款芯片的支持不足，现在我们的理想星环OS支持市面上各种主流的车规芯片的架构，尤其是国产的芯片，实现了芯片选择自由，解决了自2020年开始持续三年的“芯片荒”。”

显然星环OS具有类似于MCAL层的功能，能够适配不同芯片并且和芯片交互。这一点是autosar OS所不具备的。因此，理想星环OS推测应该是要代替autosar的整个RTE+BSW，而不仅仅是BSW中的autosar OS。

四、杂谈和总结

无独有偶，同样是在3月27日，Android宣布下周起谷歌将开始完全在内部分支机构闭门开发安卓操作系统，此举是为了简化安卓操作系统的开发。但谷歌也明确强调，安卓至少目前不会成为闭源系统。该公司将继续发布新安卓版本的源代码，并对外开放。只不过对外发布新安卓版本的源代码的频率会显著降低，并且外部不再能看到Android的开发过程和工作进度，只能每隔一段较长时间看到结果。

不再能看到Android的开发过程和工作进度，这句话似轻实重。因为开源项目虽然代码全部可见，但真正的难度是难于读懂和吃透，即使有注释的帮助，反向理解代码都是需要丰富经验和极高技巧的高价值劳动。

如果能看到每一步代码变化的来龙去脉，能大大有助于理解代码和背后的开发者意图；如果看不到过程只能看到结果，则理解难度和修改难度会上升几个数量级，很可能二次开发修改代码给自己用的时候又踩回原开发者已经踩过的坑里面，因为二次开发者不知道这个坑的存在。

和星环OS宣布开源同一天，谷歌的这一带有闭源意味的举动，毫不意外的引起广大开发者和厂商对“先开后闭，收网打渔”的担心。

理想开源星环OS，毫无疑问是民族企业的壮举，其后的生态建设，特别是说服车辆友商跟进，应该还是一个比较长的过程。