电子电器架构 --- 瞎聊下一代软件定义汽车的新解决方案

汽车   2024-10-31 08:22   上海  

我是穿拖鞋的汉子,魔都中坚持长期主义的汽车电子工程师。

老规矩,分享一段喜欢的文字,避免自己成为高知识低文化的工程师:

屏蔽力是信息过载时代一个人的特殊竞争力,任何消耗你的人和事,多看一眼都是你的不对。非必要不费力证明自己,无利益不试图说服别人,是精神上的节能减排。
无人问津也好,技不如人也罢,你都要试着安静下来,去做自己该做的事.而不是让内心的烦躁、焦虑、毁掉你本就不多的热情和定力。

时间不知不觉中,快要来到深秋。国庆假期结束,又开始新的忙碌。成年人的我也不知道去哪里渡自己的灵魂,独自敲击一些文字算是对这段时间做一个记录。

本文主要讲述自己对于电子电器架构 — 下一代软件定义汽车的新解决方案的一些看法。

一、背景信息

下一代软件定义汽车(SDV)是汽车行业智能化与电气化变革的重要方向,它代表了通过软件来定义和控制车辆功能与性能的新时代。软件定义汽车(SDV)是指车辆的功能和性能不再仅仅依赖于传统的机械和电气部件,而是通过软件来实现高度自动化、互联和智能化的驾驶体验。

随着智能驾驶技术的快速发展和消费者需求的不断提升,汽车行业正经历着前所未有的变革。智能化与电气化已成为汽车行业的发展趋势,而软件定义汽车则是这一趋势的关键技术之一。

由于资源的限制和软件内容创造的压力,系统开发策略的重要性进一步突显出来。

这种策略围绕着下一代解决方案选择的两个主要主题:

-> 1.支持协作且持续工程的数据驱动基础设施;

->2.支持软件赋能的硬件平台。

二、支持协作且持续工程的数据驱动基础设施

1、软件供应链的复杂性

随着软件在汽车中的普及和重要性日益增加,软件供应链也变得越来越复杂。不同来源的内容、空中更新、应用和服务等因素使得软件不再是静态的,而是需要持续更新和维护的。这种变化要求汽车制造商必须超越传统的物料清单工程进行规划,建立更加灵活和可扩展的软件开发平台。

2、超越传统硬件交付模式

汽车开发传统上围绕着物理硬件交付和集成的刚性结构展开,但随着软件在汽车中的核心地位逐渐确立,产品目标和开发里程碑必须与硬件发布节奏脱钩。这意味着汽车制造商需要更加注重软件的开发、集成和更新,以确保车辆能够持续提供最新的功能和性能。

3、敏捷开发方法的采纳

分散的团队和人才已经重塑了软件开发行业的规范,并创造了新的协作和内容创造系统。敏捷开发方法最初被嵌入式和安全关键型行业所回避,但现在已经广泛采纳。这种方法允许更可预测和适应客户需求的内容流,可以更容易地评估内容质量和内容与市场需求的一致性。汽车制造商需要借鉴这种开发方法,以提高软件开发的效率和质量。

4、跨领域集成策略的实施

随着汽车变得越来越复杂,确定新的方法来管理整体系统开发变得越来越关键。汽车制造商需要实施正式的跨领域集成策略,以确保不同子系统和工程领域之间的协调和一致性。此外,建立数字孪生也是推动算法提升和支持新应用的重要手段。这些变化要求汽车制造商必须建立更加灵活和可扩展的软件开发平台,以支持跨领域集成和数字孪生的实施。

5、与第三方解决方案提供商的协调

上市时间和创新的压力已经推动汽车制造商评估新的商业基础硬件平台,这些平台可以为未来集成新技术提供更多的灵活性。同时,这也增加了对能够管理供应商变化的请求以提高可追溯性和车型管理能力的系统的需求。为了应对这些挑战,汽车制造商需要建立一个基础设施,与第三方解决方案提供商进行协调。这个基础设施应该能够连接记录系统,并增强行业所需的端到端可追溯性。

6、基础设施的建设

为了支持软件定义汽车的发展,汽车制造商需要建立一个强大的基础设施。这个基础设施应该包括云计算平台、软件开发工具、测试环境、数据分析系统等关键组件。同时,还需要建立与第三方解决方案提供商的合作关系,以确保系统的可扩展性和灵活性。通过这些基础设施的建设,汽车制造商可以更好地应对软件供应链的复杂性,推动创新并加速产品上市。

软件供应链在汽车行业的复杂性对汽车制造商提出了新的挑战和机遇。为了应对这些挑战并抓住机遇,汽车制造商需要超越传统硬件交付模式进行规划,建立更加灵活和可扩展的软件开发平台;采纳敏捷开发方法以提高软件开发的效率和质量;实施跨领域集成策略以确保不同子系统和工程领域之间的协调和一致性;建立与第三方解决方案提供商的合作关系以支持系统的可扩展性和灵活性;并建立一个强大的基础设施来支持软件定义汽车的发展。通过这些措施的实施,汽车制造商可以更好地适应软件供应链的复杂性并推动创新。

三、支持软件赋能的硬件平台

专业的系统需要专业的工程解决方案。几十年来,设计优化促使OEM寻找一系列异构的硬件解决方案,这个过程最终限制了供应商的选择、设计的重用和支持/合作伙伴的生态系统的发展。软件定义功能的兴起现在减少了对高度定制化和/或专有硬件的需求。因此,市场已经逐渐转向更强大、更集成的平台,这些平台可以整合从芯片到软件的多个嵌入式技术提供商的技术和创新。目前,在价格和性能之后,软件资产兼容性被列为汽车行业选择处理器的第三重要因素。

随着软件定义功能的兴起,汽车行业对高度定制化和/或专有硬件的需求逐渐减少。这一变化使得市场逐渐转向更强大、更集成的平台,这些平台能够整合来自多个嵌入式技术提供商的技术和创新。这种转变不仅降低了对特定硬件供应商的依赖,还促进了设计的重用和合作伙伴生态系统的发展。

为了应对前沿工作负载,汽车OEM正在采用新的计算密集型处理器,如异构系统芯片(SoC)。相比传统上使用来自多个供应商的芯片和处理器系列,SoC提供了更高的可扩展性和敏捷性。VDC的调查显示,越来越多的汽车工程师期望在未来使用完整的SoC,这表明SoC已经成为汽车行业硬件选择的重要趋势。

为了保持性能和功耗效率,汽车OEM需要采用先进的节点和封装技术。这些技术不仅能够提高SoC的性能,还能降低功耗,从而延长电池寿命和减少能源消耗。此外,异构SoC架构(如使用不同的CPU或其他核心)可以帮助组织有效地满足广泛的设计要求,包括支持“始终开启”的功能,如胎压监测和车内温度控制。

随着“向后延伸”的软件开发趋势加速,汽车OEM对更大内存容量的需求也在增加。这种需求是为了支持在全汽车生命周期内部署新的汽车应用和服务。随着软件在汽车中的普及和重要性日益提高,内存容量将成为影响汽车性能和功能的关键因素之一。

软件定义功能的兴起正在改变汽车行业的硬件和软件技术选择趋势。异构SoC作为新一代计算密集型处理器的代表,正在成为汽车行业硬件选择的重要趋势。为了保持性能和功耗效率,汽车OEM需要采用先进的节点和封装技术,并考虑异构SoC架构的优势。同时,随着软件开发的加速和汽车应用服务的不断增加,汽车OEM对更大内存容量的需求也在增加。这些变化将对汽车行业的未来发展产生深远影响。

边缘机器学习在汽车处理需求中的应用,随着自动驾驶和智能网联汽车的发展,传感器和电机控制系统分析变得越来越重要。这些应用需要快速、准确的数据处理和分析,以支持车辆的实时决策和控制。边缘机器学习作为一种在设备或网络边缘进行数据处理和分析的技术,能够满足这些需求。通过将机器学习模型部署在车辆内部,可以实现对传感器数据的实时分析和处理,从而提高车辆的自主性和安全性。

边缘处理架构的优势,与将所有数据传输到云端并在数据中心进行分析相比,边缘处理架构具有更高的效率和更低的运营成本。这是因为边缘处理可以减少数据传输的延迟和带宽需求,同时降低对云端资源的依赖。此外,通过将第一层智能保留在汽车中,OEM可以满足更多实时分析的需求,提高车辆的响应速度和决策能力。同时,将数据保留在汽车中还加强了用户对数据隐私的保护,因为敏感数据无需传输到云端即可进行分析和处理。

采用标准技术平台的重要性,尽管边缘机器学习和边缘处理架构在汽车行业中的应用已经越来越广泛,但仍有许多OEM在试图重新开发基础技术而非采用标准平台。这种做法不仅浪费资源,还可能导致技术的不成熟和不稳定。相反,采用标准技术平台可以加速技术的开发和部署,降低开发和维护成本,并提高系统的可靠性和安全性。例如,目前绝大多数车载网关都是从头开始内部构建的,这不仅增加了开发成本和时间,还可能影响网络性能和数据时延。如果采用标准的车载网关平台,可以大大提高系统的协调能力和网络性能,同时降低开发成本。

边缘与云的紧密协作,为了实现最佳的SDV(自动驾驶车辆)解决方案,边缘和云之间的紧密协作至关重要。边缘处理可以实现对车辆内部数据的实时分析和处理,而云端则可以提供更强大的计算能力和数据存储能力。通过将边缘和云相结合,可以实现数据的实时传输、分析和处理,从而提高车辆的自主性和安全性。同时,云端还可以为边缘设备提供远程更新和维护服务,确保系统的持续运行和优化。

边缘机器学习和边缘处理架构在汽车行业中具有广泛的应用前景和重要的战略意义。为了加速技术的开发和部署,降低开发和维护成本,并提高系统的可靠性和安全性,OEM应该积极采用标准技术平台而非试图重新开发基础技术。同时,边缘与云之间的紧密协作也是实现最佳SDV解决方案的关键。通过加强技术创新和合作,汽车行业可以推动自动驾驶和智能网联汽车的快速发展和普及。

鉴于这些不断演变和日益多样化的计算需求,OEM应该越来越多地寻求商业硬件平台和行业标准中间件来加速他们的开发。组织内部的技术重点和开发效率在当前的大环境中比以往任何时候都更重要。更多的OEM必须认识到现成的商业开发解决方案合作伙伴对于设计成功的价值。下一代商业硬件平台,如恩智浦提供的平台,可以节省开发时间和金钱,让OEM专注于差异化。

使用这样的第三方平台可以为OEM节省时间,不必从头构建非差异化的、 标准化的、可以提高效率的“中间件”,让OEM能够专注于在商业硬件平台之上添加独特的价值。最终,新的处理平台结合区域架构提供了一个削弱各种硬件相关挑战(例如,线束重量和复杂性)和成本的机会,以便重新分配资源并重新投资软件。它们为未来的增长和一致性奠定了一个灵活的基础,可以使OEM在未来更快地行动, 并减少他们今天必须面对的数量众多的芯片和盒子造成的复杂性

四、结论

汽车工程组织正经历着从传统制造模式向智能化、软件化转型的关键时期。这一转型不仅要求组织在硬件上做出改变,如引入新的计算架构和处理器技术,还要求组织在软件开发、系统集成和业务流程上进行全面革新。这些变化带来了前所未有的挑战,包括技术复杂性增加、人员培训需求提升、以及进度和成本控制等持续存在的问题。

然而,这些挑战也孕育着巨大的机遇。通过引入边缘分析、人工智能等新技术,汽车组织可以显著提升产品的智能化水平和用户体验,从而在激烈的市场竞争中脱颖而出。同时,利用标准化软件和中间件可以加快集成速度,减少非增值工作,提高整体开发效率。

在转型过程中,汽车组织需要认识到商业第三方平台的价值。这些平台通常提供了经过预先认证和优化的解决方案,可以帮助组织快速构建和部署SDV。通过与这些平台合作,汽车组织可以将内部资源集中在关键领域,如产品设计、用户体验优化等,从而加速产品上市速度并降低成本。

此外,与芯片供应商和代工厂的密切合作也是至关重要的。这些合作伙伴可以提供最新的处理器技术和制造工艺,帮助汽车组织开发出性能卓越、功耗优化的解决方案。同时,通过紧密合作,还可以减少供应链问题,提高生产效率和产品质量。

随着汽车行业创新步伐的加快,选择高质量的合作伙伴和商业平台对于OEM来说至关重要。这些合作伙伴应该具备强大的技术实力、丰富的行业经验和良好的市场口碑。通过与这些合作伙伴合作,OEM可以加快上市时间、节省成本,并专注于与自身专业知识相一致的关键差异化领域。

同时,OEM还需要关注商业平台的稳定性和可扩展性。一个稳定且可扩展的平台可以支持OEM在未来不断引入新技术和功能,从而保持产品的竞争力和市场地位。

汽车工程组织在转型过程中面临着诸多挑战和机遇。通过利用第三方平台和合作伙伴关系,以及选择高质量的合作伙伴和商业平台,汽车组织可以加速SDV的发展,提升产品的智能化水平和用户体验,从而在激烈的市场竞争中取得优势。未来,随着技术的不断进步和市场的不断变化,汽车组织需要持续关注和适应这些变化,以保持其竞争力和创新能力。

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