實(shí)現(xiàn)軟件定義汽車(chē)愿景的四大支柱
2023-04-27
技術(shù)浪潮席卷之下，整個(gè)汽車(chē)行業(yè)進(jìn)入了顛覆且充滿(mǎn)機(jī)遇的“最好”時(shí)代！整體行業(yè)也正經(jīng)歷有史以來(lái)最大的一次變革。例如，汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)化發(fā)展，駕駛輔助系統(tǒng)的異軍突起，以及車(chē)主對(duì)汽車(chē)各功能和應(yīng)用徹底革新的期待，可以說(shuō)整個(gè)行業(yè)正在發(fā)生翻天覆地的變化。從技術(shù)專(zhuān)家的角度來(lái)看，一切變化歸結(jié)于軟件及其支持技術(shù)的快速崛起。由此催生出一個(gè)行業(yè)新術(shù)語(yǔ)：軟件定義汽車(chē) (software-defined vehicle , SDV)[1]。盡管在有關(guān)軟件定義汽車(chē)何時(shí)成為行業(yè)“標(biāo)準(zhǔn)”以及如何具體實(shí)現(xiàn)方面存在很多爭(zhēng)論，但行業(yè)幾乎一致認(rèn)可它將成為汽車(chē)行業(yè)未來(lái)發(fā)展大方向。在實(shí)現(xiàn)軟件定義汽車(chē)這一愿景之前，整個(gè)汽車(chē)行業(yè)首先需要就當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)做出不同的思考。復(fù)雜的計(jì)算和行業(yè)協(xié)作首先，我們需要考慮軟件定義汽車(chē)將帶來(lái)的技術(shù)復(fù)雜性。時(shí)間倒回 75 年前的 1948 年，那時(shí)一輛普通汽車(chē)內(nèi)部大概包含 50 根電線(xiàn)、40 多米長(zhǎng)的電纜，且沒(méi)有任何半導(dǎo)體或軟件。時(shí)至今日，一輛高端汽車(chē)內(nèi)部可能包含 3,000 多根電線(xiàn)以及三至五公里長(zhǎng)的電纜。最重要的是，如今一輛高端汽車(chē)所需代碼已多達(dá)一億多行，相當(dāng)于比許多現(xiàn)代化飛機(jī)甚至整個(gè)社交媒體網(wǎng)站的軟件還要多！預(yù)計(jì)未來(lái)汽車(chē)所需的軟件量會(huì)是現(xiàn)在的四到五倍，以及更強(qiáng)大的處理能力。因此許多人將未來(lái)的汽車(chē)稱(chēng)為“車(chē)輪上的數(shù)據(jù)中心”。為此，汽車(chē)制造商不得不重新思考汽車(chē)的電子電氣架構(gòu)。有趣的是，汽車(chē)行業(yè)在技術(shù)上的革新之路與其他領(lǐng)域內(nèi)經(jīng)歷過(guò)的技術(shù)變革幾乎相似。以電話(huà)為例，它從一種大體上只用于通話(huà)的機(jī)械固定電話(huà)設(shè)備，發(fā)展為九十年代第一批以電子和硬件為中心的手機(jī)，用戶(hù)可以在手機(jī)上發(fā)短信、玩簡(jiǎn)單的游戲，隨后又演變?yōu)榻裉斓摹败浖x”智能手機(jī)，已經(jīng)可以為我們的數(shù)字化生活提供所需的一切功能：通話(huà)、信息傳遞、游戲、視頻流、社交媒體、銀行服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)瀏覽。此外，手表及其他許多行業(yè)也經(jīng)歷了同樣的演變。如此看來(lái)，汽車(chē)作為我們?nèi)粘Ｉ钪械哪撤N終端設(shè)備也將依照自然演變規(guī)律邁入軟件定義汽車(chē)的時(shí)代。正如 2011 年的預(yù)測(cè)[2]，軟件正在“改變整個(gè)世界”，革新的浪潮終于流向了汽車(chē)行業(yè)。未來(lái)汽車(chē)內(nèi)部我們所面臨的第二個(gè)挑戰(zhàn)來(lái)自行業(yè)自身特點(diǎn)屬性。汽車(chē)行業(yè)擁有眾多實(shí)力強(qiáng)大的公司，由于彼此間的激烈競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生了很多問(wèn)題并遺留至今且阻礙整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。因?yàn)檐浖x汽車(chē)涉及到的技術(shù)極其廣泛，沒(méi)有任何一家公司能夠繞開(kāi)生態(tài)合作的模式而走獨(dú)立發(fā)展的路線(xiàn)。因此，行業(yè)想要實(shí)現(xiàn)軟件定義汽車(chē)的規(guī)模化發(fā)展，企業(yè)想要在軟件定義汽車(chē)下實(shí)現(xiàn)蓬勃發(fā)展，就需要圍繞一些關(guān)鍵原則和標(biāo)準(zhǔn)展開(kāi)行業(yè)合作，繼而使公司創(chuàng)造更多價(jià)值。軟件定義汽車(chē)的愿景目前，我們確實(shí)在規(guī)模化的問(wèn)題上面臨挑戰(zhàn)，但 Arm 仍然相信軟件定義汽車(chē)最終將給我們帶來(lái)意想不到的發(fā)展成果，讓一切努力變得值得。它能夠讓當(dāng)前的汽車(chē)從一個(gè)基本靜態(tài)、略帶功能的設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化生活中安全、有趣且不斷發(fā)展的重要載體，而非單純意義上的交通工具。此外，軟件定義汽車(chē)還將為未來(lái)汽車(chē)發(fā)展奠定基礎(chǔ)，使其：更具可持續(xù)性和環(huán)境效率。提供先進(jìn)的駕駛輔助和自動(dòng)駕駛功能，挽救更多生命。為乘客帶來(lái)更加放松和愉悅駕乘體驗(yàn)的載體。具備更多功能，使旅途更輕松、更高效。在整個(gè)生命周期內(nèi)不斷開(kāi)發(fā)全新功能。為整個(gè)汽車(chē)行業(yè)打造一個(gè)平臺(tái)，可提供諸多超乎想象的服務(wù)和功能（正如智能手機(jī)應(yīng)用商店剛推出時(shí)與現(xiàn)在可提供的爆炸式移動(dòng)應(yīng)用服務(wù)形成了鮮明對(duì)比）。在汽車(chē)供應(yīng)鏈領(lǐng)域知名行業(yè)活動(dòng) CAR IT?Symposium[3]?的演講中，我概述了使軟件定義汽車(chē)成為現(xiàn)實(shí)的四大關(guān)鍵支柱。它們是汽車(chē)和科技行業(yè)當(dāng)下可以立即采取的切實(shí)可行的方法，并幫助我們應(yīng)對(duì)前述的挑戰(zhàn)，加快實(shí)現(xiàn)軟件定義汽車(chē)這一愿景。此外，四大支柱以普遍而關(guān)鍵的功能安全和信息安全為基礎(chǔ)，并強(qiáng)調(diào)汽車(chē)軟件實(shí)時(shí)性的重要性。1 行業(yè)協(xié)作如前所述，汽車(chē)行業(yè)正經(jīng)歷著翻天覆地的變化。傳統(tǒng)汽車(chē)的單體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軟硬件串行開(kāi)發(fā)、純手工硬件制造及軟件技術(shù)已無(wú)法滿(mǎn)足我們的需求。因此，我們需要全新的開(kāi)發(fā)及設(shè)計(jì)方法。然而，想要打造的新技術(shù)棧和開(kāi)發(fā)環(huán)境所需的規(guī)模是巨大的，沒(méi)有任何一家公司能夠獨(dú)立完成。更糟糕的是，如果各家企業(yè)試圖以各種不同的方式解決這個(gè)問(wèn)題，實(shí)際上不僅會(huì)造成復(fù)雜性升級(jí)、成本增加，還會(huì)阻礙行業(yè)發(fā)展。因此，整個(gè)行業(yè)需要通力合作，才能共同實(shí)現(xiàn)軟件定義汽車(chē)的未來(lái)。作為行業(yè)一家中立的技術(shù)提供商，Arm 在協(xié)助實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)方面處于獨(dú)特地位，這就是我們創(chuàng)建 SOAFEE[4] (一個(gè)面向嵌入式邊緣的可擴(kuò)展開(kāi)放架構(gòu)） 特別興趣小組的原因。SOAFEE 將傳統(tǒng)汽車(chē)行業(yè)與新興軟件開(kāi)發(fā)社區(qū)相融合，共享專(zhuān)業(yè)知識(shí)、技術(shù)和產(chǎn)品，攜手定義軟件定義汽車(chē)的未來(lái)。SOAFEE 已擁有來(lái)自整個(gè)汽車(chē)供應(yīng)鏈的 50 多位成員[5]，其中包括芯片供應(yīng)商、軟件提供商、系統(tǒng)集成商、云服務(wù)提供商、汽車(chē)制造商以及一級(jí)供應(yīng)商，而且成員數(shù)量還在不斷增加。2 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)企業(yè)和消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，軟件定義汽車(chē)真正的價(jià)值體現(xiàn)在應(yīng)用和服務(wù)上，它們將使汽車(chē)在整個(gè)生命周期內(nèi)提供更多價(jià)值，更優(yōu)化的全新功能，并與消費(fèi)者建立終身聯(lián)系。當(dāng)然，這種價(jià)值是軟件定義汽車(chē)技術(shù)棧中的最上層關(guān)系。要想讓企業(yè)更加專(zhuān)注于這些高價(jià)值的應(yīng)用和服務(wù)，而不僅僅局限在有限差異的基礎(chǔ)設(shè)施和框架中，我們就需要建立起一套可擴(kuò)展、可供移植并鼓勵(lì)復(fù)用的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)。不同的基礎(chǔ)和方法意味著更高的復(fù)雜性，但標(biāo)準(zhǔn)化的平臺(tái)和方法可以幫助企業(yè)在構(gòu)建軟件定義汽車(chē)中節(jié)省時(shí)間和成本，同時(shí)確保企業(yè)能夠在此基礎(chǔ)上創(chuàng)造真正的差異化價(jià)值。由此 SOAFEE 順應(yīng)而生。SOAFEE 旨在實(shí)現(xiàn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和加速基礎(chǔ)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和框架，從而實(shí)現(xiàn)軟件定義汽車(chē)的可擴(kuò)展性和可實(shí)現(xiàn)性。目前已經(jīng)有各種基于 SOAFEE 的“藍(lán)圖”正在加緊制定中，例如軟件定義汽車(chē)中重點(diǎn)被關(guān)注的車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng) (In-Vehicle Information, IVI) ?的應(yīng)用實(shí)踐。此外，作為軟件定義汽車(chē)技術(shù)棧的基礎(chǔ)，Arm 能夠提供一系列核心計(jì)算處理單元和底層軟件。我們擁有 Cortex-A、Cortex-M、Cortex-R CPU、Mali GPU 和 ISP，均可被集成到各計(jì)算解決方案中。對(duì)于底層軟件，我們的標(biāo)準(zhǔn)采納了行業(yè)公認(rèn)的方法，如 SystemReady[6] 和 PSA[7] 認(rèn)證。3 現(xiàn)代化方法論如前所述，軟件定義汽車(chē)的實(shí)現(xiàn)需要巨大的技術(shù)規(guī)模支撐。此外，消費(fèi)者的期望顯然也正朝著更多功能和服務(wù)的方向發(fā)展。這就需要能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模擴(kuò)展的軟件架構(gòu)方法，以及能夠在可變硬件環(huán)境中進(jìn)行高效、重復(fù)、可持續(xù)開(kāi)發(fā)、驗(yàn)證與部署的開(kāi)發(fā)方法。傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。值得高興的是，其他行業(yè)幾十年來(lái)一直都在努力解決這些問(wèn)題，而現(xiàn)在我們可以利用他們得出的有效實(shí)踐和方法論來(lái)滿(mǎn)足汽車(chē)行業(yè)的需求。這是一次重大的變革，也是 SOAFEE 項(xiàng)目建立的初衷。汽車(chē)仿真4 汽車(chē)仿真一旦達(dá)成上述三個(gè)支柱，最后主要的障礙就是如何使大量開(kāi)發(fā)人員并行構(gòu)建大量持續(xù)開(kāi)發(fā)的軟件，但同時(shí)仍能達(dá)到汽車(chē)行業(yè)固有的驗(yàn)證質(zhì)量和可靠性要求。要想實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，那些依賴(lài)于物理硬件的傳統(tǒng)方法便派不上用場(chǎng)了。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們必須從控制單元到整個(gè)車(chē)輛及外部環(huán)境，在各個(gè)層面上對(duì)汽車(chē)硬件進(jìn)行仿真。這需要先進(jìn)的仿真方法。盡管這些方法在當(dāng)下已經(jīng)存在，但它們對(duì)汽車(chē)行業(yè)來(lái)說(shuō)仍是全新領(lǐng)域，需要在更大范圍內(nèi)得到接受和采用。四大支柱的重要性四大支柱對(duì)于實(shí)現(xiàn)軟件定義汽車(chē)至關(guān)重要。我深信汽車(chē)行業(yè)最終會(huì)得出這樣的結(jié)論：沒(méi)有任何其他長(zhǎng)期且可行的替代方案。然而，如果我們現(xiàn)在不重視四大支柱——如果我們?cè)噲D獨(dú)立解決軟件定義汽車(chē)中遇到的各種挑戰(zhàn)，針對(duì)同一難題各家采取不同的解決方法，如果我們堅(jiān)持難以擴(kuò)展或無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模并行開(kāi)發(fā)的軟件方法，那么我們通往軟件定義汽車(chē)之旅將會(huì)更加漫長(zhǎng)。盡管這段旅程最終會(huì)走向終點(diǎn)，但會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間、精力和金錢(qián)，不僅損害了行業(yè)，也犧牲了消費(fèi)者本應(yīng)享有的舒適和安全體驗(yàn)。幸運(yùn)的是，我們已經(jīng)有足夠的資源來(lái)實(shí)現(xiàn)軟件定義汽車(chē)的夢(mèng)想。我們正在通過(guò) SOAFEE 展開(kāi)行業(yè)協(xié)作，Arm 也將繼續(xù)努力為行業(yè)提供各種基于行業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算和處理器技術(shù)。這些通用平臺(tái)將使汽車(chē)制造商能夠創(chuàng)建規(guī)模化和高價(jià)值的軟件定義汽車(chē)，通過(guò)行業(yè)賦能為整車(chē)帶來(lái)高價(jià)值應(yīng)用和服務(wù)支持。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，我們有能力實(shí)現(xiàn)未來(lái)軟件定義汽車(chē)的愿景，積極推動(dòng)汽車(chē)行業(yè)轉(zhuǎn)型，并為廣大消費(fèi)者帶來(lái)更安全、有價(jià)值的駕乘體驗(yàn)。（文章來(lái)源公眾號(hào)：Arm社區(qū)）+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++關(guān)于億道電子上海億道電子技術(shù)有限公司是國(guó)內(nèi)資深的研發(fā)工具軟件提供商，公司成立于2009年，面向中國(guó)廣大的制造業(yè)客戶(hù)提供研發(fā)、設(shè)計(jì)、管理過(guò)程中使用的各種軟件開(kāi)發(fā)工具，致力于幫助客戶(hù)提高研發(fā)管理效率、縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，提升產(chǎn)品可靠性。十多年來(lái)，先后與ARM、Altium、Ansys、QT、Green Hills、Minitab、EPLAN、QA Systems、OpenText、Visu-IT、HighTec、PLS、Ashling、MSC Software、Autodesk、Source Insight、IncrediBuild、Lauterbach、Adobe、Testplant、TeamEDA等多家全球知名公司建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，并作為他們?cè)谥袊?guó)區(qū)的主要分銷(xiāo)合作伙伴服務(wù)了數(shù)千家中國(guó)本土客戶(hù)，為客戶(hù)提供從芯片級(jí)開(kāi)發(fā)工具、EDA設(shè)計(jì)工具、軟件編譯以及測(cè)試工具、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工具、仿真工具、電氣設(shè)計(jì)工具、以及嵌入式GUI工具等等。億道電子憑借多年的經(jīng)驗(yàn)積累，真正的幫助客戶(hù)實(shí)現(xiàn)了讓研發(fā)更簡(jiǎn)單、更可靠、更高效的目標(biāo)。歡迎關(guān)注“億道電子”公眾號(hào)了解更多研發(fā)工具軟件知識(shí)
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