汽车行业正在经历一场根本性变革,这包括从软件定义汽车、将人工智能融入车辆设计和使用场景的几乎每个方面,到彻底重塑不同层级供应商与原始设备制造商(OEM)之间的传统关系等各个层面。
向软件定义汽车转型是汽车生态系统的首要任务。它能加快产品上市时间和更新速度,使车辆始终与新协议、新标准和新功能保持同步。在传统的硬件定义模式下,灵活性受到更多限制,因为功能的实现要围绕预先定义的硬件进行。这种模式也更耗时、成本更高,这使得传统汽车制造商处于竞争劣势。
“有一些显而易见的技术和概念,比如持续集成 / 持续部署(CI/CD)、开发运维(DevOps)变革等等,” 西门子 EDA 公司汽车与军民航空航天领域混合物理与虚拟系统副总裁大卫・弗里茨(David Fritz)表示,“虚拟平台在其中发挥着重要作用。与此同时,他们仍在努力理解多保真度虚拟平台的意义。在我们看来,这为引入我们多年来在各种保真度虚拟平台方面所做的工作打开了大门,将所有这些整合到一个框架中,以便在不同保真度级别验证超复杂系统。当你把所有这些模拟整合到一个完整的虚拟汽车中时,如何知道它确实满足了你的要求?当你不断优化软件架构和硬件架构时,如何知道这些优化确实起到了作用且系统能够正常运行?如何衡量这一点?你不必等到汽车真正造出来再去做这些事。如果想实现软件定义汽车的愿景,就需要结合多保真度虚拟平台和对这些平台的验证。”
对于汽车行业而言,这是一项彻底的变革。“随着原始设备制造商加速向软件定义汽车转型,区域架构、基于芯粒的计算以及先进驾驶辅助系统 / 自动驾驶(ADAS/AD)等技术正获得越来越多的关注,” 拉姆布斯公司硅知识产权业务开发总监阿迪尔・巴鲁奇(Adiel Bahrouch)说,“价值链正在应对车载网络安全、供应链安全、市场准入的法规合规、开放标准 API 以及系统集成等方面的挑战 —— 尤其是在提供个性化、安全且可扩展的移动出行服务的压力不断加大,而产品上市时间以前所未有的速度缩短的情况下。”
除了这些转变,行业还在不断推动自动驾驶水平的提升,以及通过驾驶舱数字化来改善用户体验。车辆架构也开始向更集中化的系统管理演进,在电动汽车中,这包括高效的电池管理系统,以延长续航里程和电池寿命。
尽管不同汽车制造商对这些变革的采用速度可能有所不同,但几乎所有厂商都在朝着同一个方向前进。“在先进驾驶辅助系统领域,架构仍然是基于区域的系统,向中央处理系统的转变进展缓慢,” Cadence 公司 Tensilica 产品集团汽车产品营销与管理总监阿米特・库马尔(Amit Kumar)表示,“一些原始设备制造商在少数车型中推进了集中式架构,但大多数仍采用区域电子控制单元(ECU),甚至是比区域架构概念出现之前更原始的电子控制单元。”
Arm自动驾驶部门总监罗伯特・戴(Robert Day)在过去几年中开始看到汽车生态系统的变化,首先是软件定义汽车的出现,将电子控制单元分布到不同区域,改变了车辆内部的架构,从分布式电子控制单元到不同域,再着眼于用集中式计算服务于不同区域。
“关于车辆架构将如何变化以及这将如何降低成本,有很多讨论,” 戴说,“而且由于布线配置不会那么长和重,我们可以开始使用以太网等进行通信,然后各个区域控制其范围内的大量传感器和其他设备。这改变了软件架构,也正是我们看到向软件定义汽车转变的地方 —— 车辆由软件定义,而且可以更新。车辆离开加油站后还能变得更好,因为你可以进行更新和升级。在过去三年左右的时间里,这是一件大事。”
Arm为实现这一目标所做的努力是启动了 SOAFEE 计划,该计划以软件为中心。它详细说明了如何使用云原生工具等高效开发和测试代码,以及如何将软件部署到车辆上,包括空中下载(OTA)编排器等技术。这些技术传统上并未在汽车领域使用,但它们有助于软件定义汽车的实现。
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