Definition Was ist Nvidia Drive OS?

Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Stefan Luber / Nico Litzel

Nvidia Drive OS ist ein Betriebssystem, auf dessen Basis sich Anwendungen für autonomes Fahren entwickeln und betreiben lassen. Das Betriebssystem ist für die Nvidia-Drive-Hardwareplattform vorgesehen und stellt eine sichere und zuverlässige Anwendungsumgebung zur Verfügung. Services von Nvidia Drive OS sind beispielsweise das sichere Booten, Firewall oder Over-the-air-Updates (OTA-Updates).

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Nvidia Drive OS ist der Name des Betriebssystems für die Nvidia-Drive-Hardwareplattform des US-Technologieunternehmens Nvidia. Mithilfe des Betriebssystems und weiterer Nvidia-Drive-Software lassen sich Anwendungen für autonomes Fahren entwickeln und betreiben. Neben dem Betriebssystem Nvidia Drive OS gehören Software Development Kits, Entwickler-Tools und Referenzanwendungen zur Nvidia-Drive-Software. Nvidia Drive OS ist für die Drive-AGX-basierte Hardware vorgesehen und stellt eine sichere und zuverlässige Anwendungsumgebung für den Betrieb von sicherheitsrelevanten Anwendungen des autonomen Fahrens zur Verfügung. Zu den Services des Betriebssystems gehören unter anderem das sichere Booten, Firewall und Over-the-air-Updates (OTA-Updates). Bestandteile von Nvidia Drive OS sind ein eingebettetes Echtzeitbetriebssystem (Real Time Operating System – RTOS), Nvidia-CUDA-Bibliotheken, NVIDIA TensorRT und NVIDIA Hypervisor. Das Betriebssystem ermöglicht einen direkten Zugriff auf die Drive-AGX-Hardware und erlaubt beschleunigtes paralleles Computing sowie die Ausführung KI-gestützter Inferenz in Echtzeit. Videodaten lassen sich beispielsweise mit NvMedia verarbeiten. Nvidia Drive wurde erstmals im Jahr 2015 auf der Consumer Electronics Show (CES) in Las Vegas vorgestellt.

Grundsätzliches zu Nvidia Drive

Nvidia Drive ist eine Computing-Plattform und eine offene Entwicklungsplattform von Nvidia. Sie stellt Funktionen für Anwendungen des autonomen Fahrens und für Fahrerassistenzservices bereits. Es kommen Verfahren der Künstlichen Intelligenz (KI) und des Deep Learnings zum Einsatz. Die Computing-Plattform besteht aus Nvidia Drive Software und Nvidia-Drive-Hardware. Die Software sorgt für die Intelligenz der Fahrzeuge und bietet umfangreiche Funktionalität. Das Betriebssystem Nvidia Drive OS bildet das Fundament zur sicheren und zuverlässigen Ausführung der Anwendungen auf der Hardware. Weitere Software-Bestandteile sind DriveWorks für den Sensor Abstraction Layer (SAL), Deep Neural Network Framework, Drive AV, Drive IX und viele mehr. Als Hardware stellt Nvidia verschiedene Plattformen wie Nvidia Drive Orin, Nvidia Drive AGX Pegasus oder Nvidia Drive AGX Xavier zur Verfügung. Nvidia Drive Orin unterstützt Anwendungen von der Stufe 2+ bis zum vollständig autonomen Fahren der Stufe 5. Nvidia Drive AGX Pegasus wurde speziell für autonomes Fahren der Stufe 4 und 5 entwickelt. Nvidia Drive AGX Xavier ist für automatisiertes Fahren mit Level 2+ und Level 3 vorgesehen.

Komponenten des Nvidia Drive OS

Das Betriebssystem Nvidia Drive OS beinhaltet als Softwarestack verschiedene Einzelkomponenten und bietet direkten Zugriff auf die Hardware. Zu diesen Komponenten zählen unter anderem:

  • ein eingebettetes Echtzeitbetriebssystem (Real Time Operating System – RTOS)
  • Nvidia-CUDA-Bibliotheken
  • Nvidia TensorRT
  • Nvidia Hypervisor

Mithilfe der Nvidia-CUDA-Bibliotheken lassen sich Computing-Workloads parallelisieren, wodurch die Datenverarbeitungsgeschwindigkeit steigt. TensorRT ist die Plattform für die Deep-Learning-Inferenz. Sie ist für die Hardware optimiert und bietet kurze Latenzzeiten und einen hohen Datendurchsatz für Deep-Learning-Anwendungen.

Merkmale von Nvidia Drive OS

Nvidia Drive OS erfüllt die Anforderungen an ein sicheres und robustes Betriebssystem für autonomes Fahren und Fahrerassistenzsysteme. Typische Merkmale des Betriebssystems Nvidia Drive OS sind die Einhaltung von Sicherheitsstandards der Fahrzeugindustrie wie ASPICE (Automotive Software Process Improvement and Capability Determination) und ISO 26262, die Datenverarbeitung mit kurzen Latenzzeiten und hohem Durchsatz dank dem Einsatz von Beschleunigungs-Engines wie CUDA und TensorRT und die gute Skalierbarkeit der bereitgestellten Funktionen von der Fahrerassistenz bis zum vollständigen autonomen Fahren der Stufe 5.

Funktionen des Nvidia Drive OS

Nvidia Drive OS stellt die Anwendungsumgebung für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb von Anwendungen des autonomen Fahrens auf AGX-basierter Drive-Hardware zur Verfügung. Zudem ermöglicht es die Entwicklung solcher Anwendungen. Es beinhaltet Echtzeitbetriebssystem und Hypervisor. Weitere Funktionen sind paralleles Computing mit CUDA, Deep-Learning-Inferenz mit TensorRT, Secure Boot, Firewall, Over-The-Air-Updates (OTA Updates), Bereitstellung von Grafik-APIs und Bereitstellung von NvMedia-APIs für die hardwarebeschleunigte Verarbeitung von Multimedia- und Sensordaten.

Das Nvidia Drive OS Software Development Kit (SDK)

Um Anwendungen für das Nvidia Drive OS und die Nvidia Drive Hardware zu entwickeln, ist das Nvidia Drive OS Software Development Kit (SDK) vorgesehen. Es stellt die benötigte Software, die Werkzeuge und die Bibliotheken zur Verfügung und unterstützt das Erstellen optimierter Workflows für paralleles Computing und Deep Learning.

Das Nvidia Drive OS Platform Development Kit (PDK)

Mit dem Nvidia Drive OS Platform Development Kit (PDK) lässt sich das Betriebssystem Nvidia Drive OS so modifizieren, dass es auf anderen als den referenzierten DRIVE-Hardwareplattformen ausführbar ist.

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