下一代域控重构汽车产业格局,“软件先行”模式欲率先破局?

来源:日期:2022/07/29 浏览:126

从分布式走向域内融合,再走向跨域融合,最终抵达中央集成,已被业界公认为是汽车电子电气架构的演变趋势。

目前来看,大多数车企都处于初期的域内融合阶段。这一阶段中,原本各自独立的 ECU 逐渐被功能更集中、算力更强的域控制器所代替,例如自动驾驶域控制器、智能座舱域控制器等。

据盖世汽车了解,不仅蔚来、小鹏等新势力车企旗下车型大范围应用域控制器,比亚迪、吉利、长城等传统车企旗下车型的域控制器渗透率也正快速提升,一些车企已率先布局下一代域控制器,将其应用在即将量产的新车型之中。

例如将于 9 月正式上市的小鹏 G9,便基于其 X-EEA 3.0 电子电气架构打造,采用中央超算 + 区域控制的高融合硬件架构,可搭载更高性能的芯片,支持更高级别的智能辅助驾驶和更强大的智能座舱,比亚迪、一汽红旗等研发车型也将搭载基于地平线征程 5 芯片的智能驾驶域控制器。

国内领军 Tier1 也在逐步发力布局下一代域控制器。例如东软睿驰推出的第四代自动驾驶域控制器基于地平线征程 5 系列人工智能芯片,具备 L2+ 级别行车与泊车功能,支持 8M 摄像头、4D 点云毫米波雷达和激光雷达的接入,场景覆盖高速路、城市快速路、部分城市道路和多类停车场。

自动驾驶行泊一体域控制器;图片来源:东软睿驰

域控开发日益复杂,软件架构需升级

车企之所以大肆布局域控制器,很大一部分原因在于"软件定义汽车"趋势的驱动。

过去一台车里有几百个 ECU,某些组合功能的开发,可能会涉及 5 到 6 个 ECU 的修改,这种形态很难实现"软件定义汽车",很难根据市场和智能化的需求定义新的功能,并快速导入车型。

而随着电子电气架构由分布式向集中式发展,数量庞大的 ECU 逐渐演变成少数几个域控制器,控制功能迅速集中,这为"软件定义汽车"带来了更多可能性,域控制器也成为真正开始实践"软件定义汽车"的关键一步。

不过,域控制器,尤其是下一代域控制器的开发过程,注定不轻松。

域控制器的开发涉及多方面功能的组合、且涉及多种不同类型的操作系统、中间件,以及功能安全、信息安全等专业领域,这导致汽车软件比重增多,软件复杂度也随之提升。

这同时意味着,关键技术路线的调整难度也更高。当出现由于产业发展或芯片短缺需要换用不同域控芯片时,可能会需要大量的软件重构,且很难持续迭代。

对于车企组织架构、人才 know-how 的考验自然也随之而来。由于域控制器功能开发涉及整车很多方面,研发复杂度激增,相关企业需要拥有完整知识体系(SOA 方法学、C++ 语言)、具备 Know-how 能力的团队与组织架构。

总之,随着汽车电子电气架构发生革命性变化,域控制器开发,特别是软件架构的开发,面临日益复杂等痛点,软硬件分离的需求越来越大,车企需要更快地开发、部署和更新软件解决方案。

这也是相关企业在域控制器架构开发过程中坚持 SOA(Service-Oriented Architecture,面向服务的架构)思想的原因所在。

公开资料显示,SOA 是一种架构设计方法,它是将一个系统所具有的能力抽象成可调用的并具有标准接口的服务,从而可以通过调用服务或者调用多个服务的组合来满足系统的业务需求。SOA 的提出是为了解决随着面临的问题越来越复杂,软件系统变得难以维护、难以扩展、容易出错等问题。

就智能汽车而言,SOA 为整车基于软件组件的设计提供了方法论支撑,使软硬件充分解耦,将标准的服务和接口抽象化,实现功能的组合、灵活的调用,在整个域控制器的大算力平台下,可以在软件层面快速地实现过去多个 ECU 才能完成的组合功能,实现整车软件功能的可升级迭代,提高开发速度。

前文提到的小鹏 G9 的软件架构,据称就是基于 SOA 的软件开发来做的。资料显示,小鹏针对不同类型软件使用需求的差异性,将整车软件做了系统软件平台、基础软件平台、智能应用平台等分层定义,以此使智能功能,如自动驾驶、智能语音车控车设、智能场景等功能做到快速开发和迭代。

小鹏 G9;图片来源:何小鹏官方微博

而在小鹏 G9 之外,智己 L7、飞凡 R7、哪吒 S 等一些今年陆续交付市场的新车型,也诞生于这一概念之下。

"软件先行"模式,让域控开发更为敏捷

SOA 思想为域控制器架构发展提供了核心方法论,而在此基础上如何有效推动域控制器的敏捷开发,是需要进一步思考的问题。

针对此,各家都提出了自己的开发方法论,比如东软睿驰就提供了一个新思路——软件先行。

在近期举办的" 2022 中国汽车供应链大会暨首届中国新能源智能网联汽车生态大会"上,东软睿驰总经理曹斌表示,构建通用的基础软件平台、整车的关键特性和创新功能先行通过软件释放,成为解决域控制器开发痛点的关键所在。

"软件先行"的开发模式,即在整车架构平台上,先使用软件构建出一款车,这款车的关键硬件部件已完全抽象化,成为可供软件调用的接口;其次,基于此来开发控制车辆行为模式和关键功能的软件;最后,将这些软件与硬件进行并行的适配调试,从而形成不同的产品功能和性能。

如此一来,开发者可以更加聚焦应用软件的开发与迭代,快速构建核心软件团队,未来整车硬件的自主选择性也会大幅提升。

东软睿驰是"软件先行"开发方法论的探索和践行者,其"软件先行"理念的核心产品—— NeuSAR,兼容最新版 AUTOSAR,提供标准基础软件,中间件 ASF 及开发工具,为"软件先行"的开发模式提供整车软件开发平台及对应的工具链。

今年 4 月,该公司正式发布了针对域控制器的软件开发平台—— NeuSAR DS(Domain System)。资料显示,NeuSAR DS 对于域控制器多核异构下的多种 OS、AUTOSAR CP/AP,SOA 中间件以及其他支撑上层应用的必要的软件环境进行封装,实现完整的运行环境和工具链,主机厂可以基于 NeuSAR DS 提供的原型硬件或者虚拟化环境,快速进入到应用开发阶段。

NeuSAR DS 框架图;图片来源:东软睿驰

5 月上旬,东软睿驰发布了 NeuSAR DS 首款快速验证系统,该系统基于 NXP S32G274 芯片的开发板硬件,NeuSAR DS 版本还将适配 TI TDA4、芯驰 G9 芯片,未来其还将支持更多主流芯片。

7 月,东软睿驰 NeuSAR aCore 全球首发了 AUTOSAR AP R21-11 版本产品,提升了针对异常场景模块的稳定性,并提供更多的数据类型、网络安全机制以及健康管理监控机制等技术支持。

NeuSAR aCore;图片来源:东软睿驰

鉴于"软件先行"开发模式可推动软件体系与架构的升级,使域控开发更为敏捷,不少企业已经进行相关生态合作。此前,东软睿驰与地平线、中兴通讯、芯驰科技等主流 Tier1 在软硬件生态融合、操作系统等方面进行了联合开发。近期,东软睿驰也与联合电子在上海签订战略合作协议,双方将基于域控制器和汽车基础软件,在研发工具链与自动测试、面向 SOA 中间件等方面强强合作、优势互补,推进国产化汽车基础软件解决方案落地。

可见,伴随软硬件的进一步解耦,域控软件及硬件架构亦均在相关企业的"软件先行"模式推动下向前发展,很显然,这也将加快下一代域控制器的到来。

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