世界衛(wèi)生組織（WHO）《2023年全球道路安全狀況報(bào)告》顯示，全球每年約有120萬人因道路交通事故失去生命。這一驚人的數(shù)據(jù)背后，凸顯了對(duì)安全性和可靠性的極高需求。特別是在自動(dòng)駕駛技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)下，如何確保車輛能夠及時(shí)感知環(huán)境、快速?zèng)Q策并高效執(zhí)行操作，已成為減少事故、挽救生命的關(guān)鍵。

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（Real-Time Operating System, RTOS）正是應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)的重點(diǎn)技術(shù)。憑借其高確定性和可預(yù)測(cè)性，RTOS能夠確保車輛在毫秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)完成關(guān)鍵任務(wù)調(diào)度，無縫切換資源以優(yōu)先響應(yīng)安全需求。它不僅提升了駕駛輔助和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的智能化與安全性，還為實(shí)現(xiàn)“零事故”未來目標(biāo)奠定了基礎(chǔ)。

What is RTOS？

隨著智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的快速發(fā)展，汽車中電子控制單元（ECU）的數(shù)量顯著增加，各類傳感器源源不斷地產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，車載設(shè)備數(shù)量和復(fù)雜性呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，需要對(duì)來自多個(gè)來源的輸入（包括攝像頭、雷達(dá)和激光雷達(dá)）保持一致的響應(yīng)時(shí)間。面對(duì)這種數(shù)據(jù)爆炸式增長(zhǎng)和對(duì)毫秒級(jí)響應(yīng)速度的嚴(yán)苛要求，傳統(tǒng)操作系統(tǒng)（如Windows、Mac OS或Linux）因其依賴順序執(zhí)行的設(shè)計(jì)，已難以勝任多任務(wù)的實(shí)時(shí)處理需求。

而實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)與之不同，可在規(guī)定時(shí)間內(nèi)高效、可靠地處理數(shù)據(jù)和執(zhí)行操作。它小而美的設(shè)計(jì)理念，能在占用資源小的情況下提供更優(yōu)秀的功能，無論面對(duì)多復(fù)雜的任務(wù)，都能夠按時(shí)、可靠地完成。因此，RTOS成為駕駛輔助系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛汽車、工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備及航空航天等行業(yè)中不可或缺的技術(shù)部分。

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

多任務(wù)處理

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)需要能夠同時(shí)運(yùn)行多個(gè)程序，并能無縫中斷調(diào)度進(jìn)程，將資源轉(zhuǎn)移到更高優(yōu)先級(jí)的操作。

速度

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)又分為“軟”實(shí)時(shí)系統(tǒng)和“硬”實(shí)時(shí)系統(tǒng)。軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間為幾百毫秒，用于交互式多媒體等應(yīng)用。硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)可在幾十毫秒或更短時(shí)間內(nèi)做出響應(yīng)，主要用于汽車、工廠自動(dòng)化、機(jī)器人和航空航天等行業(yè)。

可預(yù)測(cè)性/確定性

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的是在所需的時(shí)間范圍內(nèi)提供可預(yù)測(cè)的響應(yīng)，并在每次響應(yīng)相同輸入時(shí)提供相同的結(jié)果。

安全可靠

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)經(jīng)常用于關(guān)鍵系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)中，故障可能會(huì)造成災(zāi)難性后果。與傳統(tǒng)操作系統(tǒng)相比，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)具有更高的安全標(biāo)準(zhǔn)和更可靠的安全功能。

小體積

與普通操作系統(tǒng)的龐大體積相比，RTOS極為輕量，例如Windows 10安裝后加更新約占用20GB空間，而VxWorks體積則小了20,000倍，僅為個(gè)位數(shù)兆字節(jié)。

汽車行業(yè)需要RTOS

另一方面，當(dāng)汽車行業(yè)向更高級(jí)別的智能化和自動(dòng)化轉(zhuǎn)型，車輛對(duì)安全性、響應(yīng)速度和可靠性的需求也被推向新的高度。

汽車行業(yè)依靠實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的駕駛輔助系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛功能，這些功能需要在沒有駕駛員輸入的情況下以高可靠性運(yùn)行。然而，隨著OEM整合計(jì)算并增加域之間的集成，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)變得更加關(guān)鍵，這就需要對(duì)安全關(guān)鍵系統(tǒng)和非安全關(guān)鍵系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性進(jìn)行改進(jìn)。

2022年，安波福收購(gòu)了智能邊緣軟件解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商風(fēng)河公司（Wind River）。風(fēng)河的VxWorks是第一個(gè)也是唯一一個(gè)通過容器支持應(yīng)用部署的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。這使軟件開發(fā)人員能夠在不影響系統(tǒng)高性能要求的情況下，高效地為安全關(guān)鍵系統(tǒng)部署有針對(duì)性的更新，讓軟件移植變得像更換模塊一樣簡(jiǎn)單。

作為行業(yè)技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，安波福正憑借風(fēng)河在RTOS領(lǐng)域的深厚積累，通過結(jié)合AI/ML、邊緣計(jì)算等技術(shù)，滿足了現(xiàn)階段汽車行業(yè)的核心需求，并在此基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的每一次進(jìn)步，都將為更安全、綠色、互聯(lián)的移動(dòng)出行未來注入源源不斷的動(dòng)力。