由蓋世汽車、AUTOSAR組織、上海車展三方聯(lián)合主辦的SDVF2021第二屆軟件定義汽車高峰論壇暨AUTOSAR2021中國日于4月19-21日在上海舉辦，本次活動也是2021上海車展的同期活動之一，同時(shí)也是AUTOSAR組織在中國區(qū)唯一官方活動。本次會議邀請到了安波福主動安全及用戶體驗(yàn)事業(yè)部先進(jìn)工程總工程師朱魁先生在本次論壇進(jìn)行了題為《定義及實(shí)現(xiàn)下一代智能汽車架構(gòu)，打造軟件定義的汽車平臺》的主題演講，以下是他在本次演講的主要內(nèi)容：

大家下午好，今天我的演講主題主要是智能汽車架構(gòu)打造軟件定義的汽車平臺。

SVA其實(shí)是一個(gè)設(shè)計(jì)理念，它將定義未來5-10年汽車行業(yè)最重要的變革，所以我將從安波福視角來分享SVA的設(shè)計(jì)理念，它將如何解決當(dāng)前行業(yè)的痛點(diǎn)問題，助力智能網(wǎng)聯(lián)和自動駕駛汽車的實(shí)現(xiàn)與量產(chǎn)。

安波福是一家有著上百年歷史的Tier1，主要聚焦在自動駕駛技術(shù)，轉(zhuǎn)型成為面向未來移動出行的科技公司。

當(dāng)前安波福在全球約有16萬名雇員，超過1.9萬名科學(xué)家和工程師，其中有近6000名軟件和算法工程師，在全球三大汽車市場北美、歐洲和亞太均有所布局。其中上海是安波福在亞太區(qū)的總部，1993年進(jìn)入中國到現(xiàn)在有30年歷史，1.6萬名本地雇員和3000名科學(xué)家和工程師，是安波福全球研發(fā)和工程體系的重要組成部分。

安波福主營業(yè)務(wù)是智能汽車的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，也是業(yè)內(nèi)唯一一家同時(shí)擁有這兩方面能力的供應(yīng)商，我們致力于成為整車客戶的技術(shù)合作伙伴，提供面向未來移動出行的安全綠色和互聯(lián)的解決方案。同時(shí)安波福也擁有未來智能汽車從底層感知執(zhí)行，數(shù)據(jù)和信號傳輸，計(jì)算平臺，汽車軟件，這包含了智能駕駛域，智能座艙域和車身控制域，云端軟件的全棧式能力。這使得我們在服務(wù)好整車客戶的同時(shí)，也更容易發(fā)現(xiàn)當(dāng)前汽車行業(yè)所面臨的潛在問題。

回到今天的主題，如果用一個(gè)詞來描述當(dāng)前行業(yè)潛在問題，我會用“復(fù)雜”，這里我引用一位整車客戶的原話，“架構(gòu)的復(fù)雜程度已經(jīng)臨近崩塌的邊緣。“。傳統(tǒng)汽車架構(gòu)的復(fù)雜已經(jīng)大大減緩了新功能的交付和產(chǎn)品的創(chuàng)新，當(dāng)前全球大部分量產(chǎn)汽車是基于功能架構(gòu)，該架構(gòu)源于上世紀(jì)90年代，當(dāng)時(shí)汽車電子功能很少，汽車電子系統(tǒng)也并不復(fù)雜，汽車處理器也是以8或者16位單片機(jī)為主。受限于處理器能力，汽車每增加一個(gè)新的功能都會增加新的電子控制單元ECU實(shí)現(xiàn)。時(shí)至今日，隨著更高算力處理器的芯片出現(xiàn)，即使我們通過很多架構(gòu)優(yōu)化，比如說通過高算力的處理器整合過去多個(gè)低算力ECU實(shí)現(xiàn)的功能，一輛汽車的電子系統(tǒng)在今天仍然需要50-100個(gè)ECU，其中最高配的車型需要支持上千個(gè)車輛功能，其中這些功能加起來有2億行軟件代碼實(shí)現(xiàn)，并分布在100多個(gè)獨(dú)立的ECU中。傳統(tǒng)汽車架構(gòu)的復(fù)雜在汽車生命周期各個(gè)階段及量產(chǎn)后都帶來了極大的挑戰(zhàn)。

在功能架構(gòu)中一個(gè)汽車的功能的開發(fā)需要同時(shí)修改多個(gè)ECU軟件，以及相關(guān)的通信軟件來完成。在過去30年中，大家可以想象一下，通過無數(shù)人的開發(fā)和迭代，任何一個(gè)車廠整車平臺ECU之間的軟件相互依賴關(guān)系已經(jīng)可以說用剪不斷理還亂來形容，這也導(dǎo)致了整車廠最費(fèi)工夫的地方就是測試。在生產(chǎn)制造階段其實(shí)復(fù)雜度也帶來了相當(dāng)大的挑戰(zhàn)，首先汽車的內(nèi)部空間已經(jīng)相當(dāng)?shù)木o張，以乘用車2×5×1.6米空間為例，在保證整車造型，行駛安全有很多防撞的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，駕乘人員空間舒適之后，車?yán)锟臻g要大，沙發(fā)夠軟，但是留給電子件ECU空間越來越少，并且ECU和整車線束在工廠里是由人工安裝的。無法實(shí)現(xiàn)自動化裝配，也無法滿足未來自動駕駛汽車更加嚴(yán)格的質(zhì)量要求。

在談到量產(chǎn)后，消費(fèi)者對未來智能汽車的期望并不像今天傳統(tǒng)汽車一樣交付即結(jié)束，而是可以像今天的智能手機(jī)一樣可以不斷地升級。在這里我以國內(nèi)頭部車廠每年100-200萬年銷量舉例，在一個(gè)車輛生命周期15年里，樂觀地說，如果把所有車轉(zhuǎn)成智能車，可能在市場上需要支持OTA的汽車總量是1500-3000萬輛之間，這還不是以全球前三的整車廠來舉例，他們的年產(chǎn)銷量是在900-1000萬輛。

如果我們做一次OTA軟件升級需要考慮多少因素呢？首先整車平臺，整車廠往往會維護(hù)多個(gè)整車平臺，SUV，MPV，小轎車，A級，B級和C級，而且對每一個(gè)平臺每隔4-5年做一次架構(gòu)升級。平臺ECU，一個(gè)整車平臺當(dāng)中可能需要50-100個(gè)ECU，基本上每2-3年換一代，而且車廠都會搞采購供應(yīng)鏈策略，一個(gè)ECU有多個(gè)供應(yīng)商來供。如果將來中國車廠走向世界，不同地區(qū)的法律法規(guī)和功能標(biāo)準(zhǔn)都是不一樣的，所以大家不難想象如果真的把所有的車都變成智能車，一次OTA軟件要產(chǎn)生的差異化版本數(shù)量是多少? 基本上可以認(rèn)為是無窮盡的。

當(dāng)然這還不是最壞的情況，隨著智能網(wǎng)聯(lián)和自動駕駛汽車的發(fā)展，每年都會有大的新的功能增加，當(dāng)前的汽車架構(gòu)已經(jīng)面臨瓶頸，無法滿足未來智能汽車不斷升級的需求。所以我們認(rèn)為汽車行業(yè)需要新的電子電氣架構(gòu)來解決這些潛在問題，這也是安波福推出智能架構(gòu)的主要目標(biāo)。我們首先要幫助車廠客戶簡化智能汽車的電子系統(tǒng)，降低智能軟件對硬件平臺的依賴。其次，我們要幫助車廠在車輛的生命周期中統(tǒng)一對汽車軟件的維護(hù)，不會產(chǎn)生那么多版本，最終希望能賦能整車客戶完全掌控未來智能汽車的用戶體驗(yàn)。我們認(rèn)為每一個(gè)車廠都應(yīng)該100%掌控他自己的駕乘體驗(yàn)。

這里我?guī)Т蠹液唵位仡櫼幌耂VA的設(shè)計(jì)理念。首先，我們將引入開放式服務(wù)器平臺 OSP的概念。OSP將依據(jù)功能安全等級對汽車軟件進(jìn)行分級，并為不同等級的軟件提供相應(yīng)的算力服務(wù)；再根據(jù)服務(wù)器架構(gòu)對整車軟件進(jìn)行分層，并為每一層定義標(biāo)準(zhǔn)化接口。從而使得軟件和硬件分離，按照不同生命周期進(jìn)行迭代。硬件最快是18個(gè)月可以發(fā)布，軟件是今天改了明天就可以發(fā)布。其次，我們實(shí)現(xiàn)了車輛輸入輸出與計(jì)算的分離。我們將引入?yún)^(qū)域控制器的概念，車輛IO設(shè)備按照物理分區(qū)進(jìn)行管理。今天一個(gè)車可能就一個(gè)BCM，但是將來車可能會有多個(gè)BCM，這也是我們提的區(qū)域控制器的概念。在簡化電子電氣架構(gòu)的同時(shí)把車輛信號轉(zhuǎn)為服務(wù)，以前車輛控制只是一個(gè)信號，我們要考慮將來怎么把它轉(zhuǎn)化為服務(wù)，提供給服務(wù)器來使用。如果我們把未來智能汽車比作4個(gè)輪子加電腦的話，大家可以把區(qū)域控制器想象為電腦的擴(kuò)展塢，使未來智能汽車像今天云計(jì)算那樣擴(kuò)展算力和部署軟件。

圖中所示SVA架構(gòu)設(shè)計(jì)，中央計(jì)算集群是其中重要組成部分，還有5個(gè)獨(dú)立的計(jì)算平臺構(gòu)成，有2個(gè)是可互為冗余的開放式服務(wù)平臺，一個(gè)是用于智能座艙域，一個(gè)用于自動駕駛域，當(dāng)自動駕駛域出問題時(shí)，我們可以把智能座艙域的OSP（開放式服務(wù)器平臺）用來進(jìn)行自動駕駛域的運(yùn)算; 一個(gè)推進(jìn)底盤控制器，用于適配不同的動力系統(tǒng); 一個(gè)中央車輛控制器用于車輛安全互聯(lián)網(wǎng)關(guān)和車身主控功能，傳統(tǒng)車身架構(gòu)中BCM在這個(gè)架構(gòu)中拆分為多個(gè)部分; 一個(gè)車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器用于邊緣計(jì)算和車內(nèi)數(shù)據(jù)服務(wù)。

在四個(gè)角上可以看到PDC，將實(shí)現(xiàn)車輛IO設(shè)備的分區(qū)管理。車輛的傳感器和外設(shè)，都將由PDC實(shí)現(xiàn)電源管理和數(shù)據(jù)傳輸，根據(jù)不同車型和自動駕駛等級車輛需要2-6個(gè)PDC。比如說Tesla的Model3就是有左右兩個(gè)控制器組成。中央計(jì)算集群，PDC和車輛I/O設(shè)備將通過電源和數(shù)據(jù)總線環(huán)路進(jìn)行連接。當(dāng)車輛發(fā)生碰撞的時(shí)候，環(huán)路一段發(fā)生故障，無論是電力供應(yīng)或者數(shù)據(jù)傳輸都可以通過另外一段恢復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)更高等級自動駕駛所需要的架構(gòu)冗余。

不難看出，如果一輛智能汽車完全按照SVA設(shè)計(jì)理念來實(shí)現(xiàn)，它將解決之前提及的所有問題，最終解鎖軟件定義汽車，讓智能汽車像今天智能手機(jī)一樣不斷升級。除此以外，SVA還將幫助整車客戶降低智能汽車在生命過程當(dāng)中各個(gè)階段平臺成本。我將分階段跟大家介紹。在功能開發(fā)階段SVA打破軟硬件線性開發(fā)模式，未來汽車軟件和硬件可以分布式進(jìn)行開發(fā)和測試。這不僅僅加速了新功能的上市時(shí)間，還將降低整車客戶75%的系統(tǒng)集成和測試成本，以及75%的軟件質(zhì)量成本。

在生產(chǎn)制造階段，在保持整車算力持續(xù)增長的同時(shí)，SVA將比傳統(tǒng)架構(gòu)減輕約20%計(jì)算平臺總重和空間占用，并相應(yīng)減輕20%線束重量，節(jié)省50%人力成本，20%物料管理和廠房裝配空間。

在量產(chǎn)后階段，汽車軟件維護(hù)在車輛生命周期得以統(tǒng)一，無論是新增功能，還是原有功能，我們的目標(biāo)是讓整車廠只需要維護(hù)一套軟件庫即可以適配到所有量產(chǎn)車型，這可能是幾千萬到上億輛的概念，最終可以100%消除汽車軟件OTA的版本維護(hù)成本。

讓我們再回到技術(shù)路線圖，我們所推出的智能汽車架構(gòu)將在2025年得以落地，其中圍繞SVA所開發(fā)的相關(guān)技術(shù)和解決方案也將在今天的域架構(gòu)和下一階段的區(qū)域架構(gòu)中得以應(yīng)用。當(dāng)前全球大部分研發(fā)中的車型所采用的都是域架構(gòu)，基于更高算力的SoC，域控制器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了相近功能ECU的進(jìn)一步功能和整合。時(shí)至今日，我們在全球有11個(gè)域控制器同步開發(fā)，涉及自動駕駛域，智能座艙域和車身控制域。

全球已經(jīng)有多個(gè)整車廠開始了下一代的區(qū)域架構(gòu)的研發(fā)。通過區(qū)域控制器進(jìn)行車輛I/O的分區(qū)控制和管理，進(jìn)一步降低整車電子電氣架構(gòu)的復(fù)雜度。我們所推出的區(qū)域控制器也將于2022年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。在此基礎(chǔ)上，通過下一次的行業(yè)迭代，隨著更高性能車輛處理器的出現(xiàn)，OSP將得以實(shí)現(xiàn)。將分布在各個(gè)域控制器中的軟件進(jìn)一步集中和整合，從而真正從汽車架構(gòu)上解鎖軟件定義汽車。

當(dāng)然在工程實(shí)現(xiàn)上我們也發(fā)現(xiàn)了很多車廠正在采用SVA設(shè)計(jì)理念來優(yōu)化現(xiàn)有量產(chǎn)架構(gòu)，這可能是域架構(gòu)，也可能是功能架構(gòu)，我們把這一條技術(shù)路線定位為部分SVA，這種形態(tài)在2030年以前也將成為常態(tài)。

我們認(rèn)為未來軟件定義汽車一定是一個(gè)開放的平臺，只有開放的平臺才能帶來無限的創(chuàng)新和可能。有句話說的好，眾人拾柴火焰高，軟件定義汽車需要全行業(yè)共同的參與和定義！除了給大家提供軟件定義汽車的基礎(chǔ)平臺，我們也目標(biāo)成為未來汽車應(yīng)用層軟件的玩家。我們將把功能架構(gòu)，域架構(gòu)，區(qū)域架構(gòu)中所積累的大量IP和核心技術(shù)，例如輔助駕駛和自動駕駛協(xié)議棧，通過軟件產(chǎn)品和軟件服務(wù)注入到開放平臺中，并在將來積極與整車廠和第三方合作伙伴共建智能汽車的美好未來。

我在這里做一個(gè)簡單的總結(jié)，安波福所推出的SVA設(shè)計(jì)理念將突破傳統(tǒng)汽車架構(gòu)的瓶頸。通過軟件與硬件的分離，車輛IO與計(jì)算的分離，使得計(jì)算平臺服務(wù)化，車輛接口標(biāo)準(zhǔn)化，真正解鎖軟件定義汽車，讓智能汽車可以像智能手機(jī)一樣不斷地升級。SVA還將幫助整車客戶降低智能汽車在生命周期中的平臺成本，助力他們實(shí)現(xiàn)模塊化的平臺設(shè)計(jì)。向消費(fèi)者提供他們所需要的安全、綠色、互聯(lián)的用戶體驗(yàn)。謝謝大家！

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