随着智能汽车从驾驶域、座舱域等局部功能的智能化快速向更高级别的整车智能时代演进，对于底层操作系统、芯片、软件等也随之提出了新的发展需求。尤其是操作系统，作为智能汽车新的生产力，业界一致认为必须通过开放开源兼容丰富的生态，地平线TogetherOS由此而来。
7月29日，在地平线高性能大算力整车智能计算平台发布会上，该公司正式发布了这一基于安全微内核架构打造的实时车载操作系统，并宣布将TogetherOS开源开放，全维利他。“因为利己和利他本来就是一回事，我们相信只有开放才能合作共赢，所以我们将坚定地与合作伙伴共建开放的软硬件生态。”发布会上，地平线创始人兼CEO 余凯如是说。
与此同时，此次活动上地平线还重磅发布了面向全场景整车智能的中央计算芯片征程5——该芯片主打高性能、大算力、高安全可靠，以及基于征程5打造的整车智能计算平台和整车智能解决方案，正式成为业界首家从L2到L4全覆盖的全场景整车智能芯片方案提供商。
推出TogetherOS并开源背后：开放是大势所趋
提到智能汽车的发展，很多人第一反应往往会想到智能手机。确实，这二者有很多的相似之处，比如就发展规律而言，目前业界普遍认为智能汽车和智能手机的发展皆会遵循“交互的变革－架构的升级－生态的演变”这一路径，最终将通过交互与功能的双重驱动，不断向外延伸产品的生态边界，成为真正的“移动第三空间”。
但真正落实起来，这个过程又并不容易。过去在PC和智能手机时代大量的案例证明，只有生态共赢才是“有章可循的通向成功的路径”。
比如PC时代，英特尔芯片＋Windows操作系统＋基于Windows的丰富应用，几乎垄断了整个行业，而智能手机时代，Android系统也是因为更开放才能迅速后来居上，成为市场主流。如今智能汽车与PC及智能手机虽然有着本质上的不同，但玩法上却是殊途同归，即只有构建更强大的开发者生态，通过多方共同参与产品定义及开发，才能更好地面向用户定制化开发真正有价值的产品和体验。
“要构建这样充分开放的生态，业界首先必须要放下边界去开展一些共性的基础建设。”余凯指出。而这也是TogetherOS的研发初衷。
作为地平线面向整车智能、探索人车关系最优解的得力之作，TogetherOS一开始就致力于打造开源生态。为此，该系统在设计之初就采用了基于开源微内核seL4的开放式软件架构，旨在构建中国车规级实时安全操作系统生态的 “最大公约数”，让全产业的生态合作伙伴都可参与共建，提升系统的重用和移植能力。
凭借安全微内核和面向下一代域集中式及中央集中式车载SoC平台的设计，TogetherOS可通过虚拟化来承载Linux、Android、斑马、QNX、鸿蒙等主流操作系统，从而满足车载各个不同功能域的操作系统需求，并向下兼容包括征程系列在内的主流车载芯片平台。基于高度灵活性和可扩展性的OS架构，TogetherOS还可支持小核简单和多核复杂的应用场景，全面覆盖自动驾驶、智能交互、智能网联、智能车控等车载应用场景。
但地平线显然不满足于已有的成绩。为了使更多产业生态合作伙伴都可参与TogetherOS共建，地平线正在积极寻求与更多开源社区的合作，以携手全行业来构建一个车规级实时安全操作系统的底层基座，让车载OS的开放生态更加繁荣。
此前地平线已经先后加入了Linux基金会ELISA项目和seL4基金会，其中前项合作使地平线能够从ELISA获得重要的操作系统功能安全流程与技术的帮助，同时积极参与Safety Linux开放生态的建设，以更好地使用Linux开发安全的应用。而seL4基金会旨在为开发人员提供一个社区来协作开发和建设seL4生态系统，seL4是一个高保障、高性能的操作系统微内核，该技术可通过“分隔”各个软件组件，来确保彼此及整个系统的安全性和可靠性。
此次活动上，地平线进一步宣布将TogetherOS开源开放，并公布了首批生态合作伙伴，包括AutoCore、斑马智行、长安汽车、长城汽车、江汽集团、上汽集团、雄狮科技达，共建车载OS的开放生态系统。
当前，在智能汽车发展大潮下，新车的迭代速度正越来越快，但与此同时行业也存在严重的同质化问题，如何在保证产品快速迭代的同时实现较高的差异化，是几乎所有车企和技术提供商不得不面对的问题。通过构建更开放的开发者生态，一方面有助于提升创新效率，另一方面亦是为汽车制造商进行更多差异化二次开发提供了一种捷径，有助于大大加快智能化变革进程。
重磅发布征程5，获多家主流车企站台
汽车智能化变革的深入推进，不仅对底层的操作系统提出了新的要求，芯片作为智能汽车的“数字发动机”，也开始呈现一些新的需求特征，变得更加注重算力、性能和车规安全性。尤其是算力，仅就自动驾驶系统而言，自动驾驶每往上走一级，据悉所需要芯片算力就要翻一个数量级，如果要实现完全自动驾驶，业界测算大约需要在四个轮子上搭载天河二号级别的计算能力。
而长远来看，随着整车电子电气架构不断从分布式向中央集中式架构演进，驾驶域、座舱域等均会走向融合，实现全场景的整车智能，这无疑将对算力提出更高的要求，甚至出现“AI中台”的概念，全面负责环境感知、智能人机交互、智能驾驶等所有数据的计算。
“但目前的现状是，当下智能驾驶计算方案普遍面临三大问题：算力浪费，生态缺失，以及数据风险。”余凯指出。地平线征程5正是在这种背景下诞生的。
作为地平线“全维利他”战略的一部分，此次活动上地平线也重磅发布了这款面向全场景整车智能的中央计算芯片征程5，进一步完善从L2到L4 的芯片产品布局，助力全场景的整车智能化时代加速到来。
作为继征程2和征程3车规级人工智能芯片量产之后的第三代车规级产品，地平线征程5专为高级别自动驾驶而生，兼具大算力和高性能，单颗芯片AI算力最高可达128 TOPS，丰富的硬件接口能支持多达16路摄像头感知计算，并支持毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达等多种传感器拓展，可充分满足高阶自动驾驶所需要的多传感器融合、预测和规划控制等需求。
在设计上，征程5基于BPU贝叶斯架构打造，可实现大规模异构近存计算，最强计算性能可达到1283FPS。基于脉动张量计算核，实现较高的数据复用率，从而降低线上存储的访问次数，做到功耗低至30瓦特，延迟也仅有60毫秒。
为了满足车规芯片的高安全标准，征程5芯片严格按照ASIL B（D）的标准打造，应用满足汽车行业最高安全级别ASIL D要求。目前，征程5芯片已经获得了全球公认的汽车功能安全标准——T?V ISO 26262 ASIL－B Ready功能安全认证，成为国内首颗完全符合ISO 26262功能安全流程开发的车规级AI芯片，其功能安全架构、设计实现及安全覆盖率均达到了ASIL－B级别。而在信息安全方面，地平线征程5更是支持多种加密算法，包括国密算法，遵循FIPS 140－3标准和ISO21434流程。
前不久，征程 5 系列芯片已经比预定日程提前一次性流片成功并且顺利点亮，目前地平线正在加速推动该款产品量产上车。此前基于征程5的视觉感知算法原型已成功打通，实现了更复杂的城区场景支持、端到端的实时环境感知以及全要素结果输出等实测表现，为L3／L4级别自动驾驶解决方案的落地开创性的里程碑。
余凯介绍称，征程5芯片已经收获了包括上汽、长城、长安、比亚迪、江汽、理想、哪吒、岚图在内的八家车企的首发合作意向。其中长城汽车轮值总裁孟祥军表示，目前长城与地平线基于“征程2”开发的一系列创新性座舱功能，已经在哈弗H9车型实现应用，同时也在基于“征程3”探讨更多自动驾驶领域的合作项目。未来，双方也将探索“征程5”的上车应用，以更好地实现汽车由“感知智能”向“认知智能”的进化升级。
江汽集团也在会上与地平线达成征程5芯片量产合作意向，双方将基于征程5芯片开启国内自主研发自动驾驶高端车型量产新篇章，加速迈向整车智能的新征程。
如果加上其他已经量产的产品，自去年年初地平线征程2芯片率先在长安UNI－T车型上前装量产以来，目前共有超过13款车型宣布采用地平线的芯片，累计前装量产项目达40多个，出货量已经达到40万片。
多项解决方案同台发布，力促整车智能化
伴随着征程5芯片的发布，地平线同时推出了基于征程5打造的高性能大算力整车智能计算平台、Matrix 5整车计算平台参考设计以及Horizon Matrix SuperDrive等多个整车智能解决方案，并表示预计到今年第四季度就将推出基于征程5芯片的城区自动驾驶实车Demo，2022年第二季度将实现地平线合作伙伴征程5域控制器硬件量产，2022年第四季度，地平线将实现SuperDrive方案量产SOP。
具体来看，整车智能计算平台算力高达200－1000TOPS，兼备业界最高FPS性能与最低功耗，在前视感知、360°视觉感知、全自动驾驶、多类传感器融合、定位决策规划、多模感知等方面均有出色的表现，可辅助客户进行前视辅助驾驶、领航辅助驾驶、限定场景自动驾驶、智能座舱等场景的智能化与个性化功能开发，并在后续通过相关的工具链持续助力客户产品能力提升和迭代升级。
Matrix 5的AI算力同样强劲，高达512 TOPS，并拥有丰富的接口，可支持多达20路GMSL2摄像头接入（～8MP）、多路毫米波雷达、4D成像雷达、激光雷达、超声波及麦克风阵列的接入，充分满足ADAS、自动驾驶、智能座舱等多场景需求。此次发布会上，大陆集团、东软睿驰、立讯精密、江苏联成开拓等多家企业均宣布已经基于地平线提供的参考设计开发出了多形态的硬件产品。
为了更充分地发挥Matrix 5开放、灵活、易用的特性，支持更多的合作伙伴基于征程5芯片自主创新，发布会上地平线还推出了Matrix 5合作伙伴计划，以面向合作伙伴提供多维度支持，包括Matrix 5技术包提前获取、产品开发及测试验证全流程技术支持、地平线软件工具使用及业务拓展帮助、合作伙伴产品对地平线算法及软件的兼容性保证等，从而使地平线征程5大算力车规级AI芯片可以真正惠及行业伙伴，加速他们的产品量产落地。
对于如何将整车智能计算平台落地应用，地平线也提出了相关的参考，即Horizon Matrix SuperDrive整车智能解决方案。该方案基于整车智能计算平台打造，集地平线Horizon Matrix?自动驾驶解决方案、Horizon Halo??车载智能交互解决方案、车内外联动解决方案于一体，融合了47个传感器，能够很好地满足高速、城区、泊车以及智能人机交互等全场景整车智能需求。
作为地平线面向自动驾驶的集大成，Horizon Matrix?共有三个不同的版本，分别是面向前视ADAS市场，并且已成功实现前装量产的Horizon Matrix Mono 2．0；面向前装L2＋ ADAS的Horizon Matrix Pilot；基于地平线征程5芯片的Horizon Matrix FSD，共同组成了从L2到L4的全覆盖的全场景自动驾驶解决方案。至于Horizon Halo车载智能交互解决方案，地平线也针对征程2和征程3芯片分别开发了不同的版本，应对合作伙伴的差异化开发需求。
余凯指出，当前中国已经成为了全球顶级汽车智能芯片的“角斗场”，作为底层的赋能者，只有坚定不移地支持合作伙伴自由地进行差异化竞争，才能真正促进产业加速往前发展，而要快速打造差异化的产品，前提是必须拥抱一个强大繁荣、开放的合作生态。
因此未来地平线将继续立足整车智能的技术路径，坚持软硬协同，以“芯片＋算法＋工具链”的强大技术平台为基石，以灵活开放的商业合作模式为驱动，做智能汽车产业坚实的底层赋能者和产业创新开放生态的积极参与者。为此，地平线承诺每年投入超亿元资金到合作伙伴发展计划中，支持发展百家以上合作伙伴，辐射上千家生态节点，以携手更多的合作伙伴构建繁荣的产业生态，提升产业链协同效率，共促技术创新。
“不过地平线也有自己的清晰的边界，即不做量产硬件、不做软件捆绑、不做封闭方案。” 余凯进一步强调。在此基础上，地平线最终的目标是以“全维利他”的思维为智能汽车产业释放源头活水，助力产业同频共振、协同发展，真正实现从0到1再到N的价值共探。
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