實現(xiàn)軟件定義汽車愿景的四大支柱 汽車行業(yè)加快軟件定義汽車開發(fā)的實用方法

Arm 汽車事業(yè)部全球市場開發(fā)副總裁 Dennis Laudick
?
在技術浪潮席卷之下，整個汽車行業(yè)進入了顛覆且充滿機遇的“最好”時代！整體行業(yè)也正經(jīng)歷有史以來最大的一次變革。例如，汽車傳動系統(tǒng)的電動化發(fā)展，駕駛輔助系統(tǒng)的異軍突起，以及車主對汽車各功能和應用徹底革新的期待，可以說整個行業(yè)正在發(fā)生翻天覆地的變化。
?
從技術專家的角度來看，一切變化歸結于軟件及其支持技術的快速崛起。由此催生出一個行業(yè)新術語：軟件定義汽車 (software-defined vehicle , SDV)。盡管在有關軟件定義汽車何時成為行業(yè)“標準”以及如何具體實現(xiàn)方面存在很多爭論，但行業(yè)幾乎一致認可它將成為汽車行業(yè)未來發(fā)展大方向。在實現(xiàn)軟件定義汽車這一愿景之前，整個汽車行業(yè)首先需要就當前面臨的挑戰(zhàn)做出不同的思考。
?
復雜的計算和行業(yè)協(xié)作
首先，我們需要考慮軟件定義汽車將帶來的技術復雜性。時間倒回 75 年前的 1948 年，那時一輛普通汽車內部大概包含 50 根電線、40 多米長的電纜，且沒有任何半導體或軟件。時至今日，一輛高端汽車內部可能包含 3,000 多根電線以及三至五公里長的電纜。最重要的是，如今一輛高端汽車所需代碼已多達一億多行，相當于比許多現(xiàn)代化飛機甚至整個社交媒體網(wǎng)站的軟件還要多！預計未來汽車所需的軟件量會是現(xiàn)在的四到五倍，以及更強大的處理能力。因此許多人將未來的汽車稱為“車輪上的數(shù)據(jù)中心”。為此，汽車制造商不得不重新思考汽車的電子電氣架構。
?
有趣的是，汽車行業(yè)在技術上的革新之路與其他領域內經(jīng)歷過的技術變革幾乎相似。以電話為例，它從一種大體上只用于通話的機械固定電話設備，發(fā)展為九十年代第一批以電子和硬件為中心的手機，用戶可以在手機上發(fā)短信、玩簡單的游戲，隨后又演變?yōu)榻裉斓摹败浖x”智能手機，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、信息傳遞、游戲、視頻流、社交媒體、銀行服務和網(wǎng)絡瀏覽。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，汽車作為我們日常生活中的某種終端設備也將依照自然演變規(guī)律邁入軟件定義汽車的時代。正如 2011 年的預測，軟件正在“改變整個世界”，革新的浪潮終于流向了汽車行業(yè)。

未來汽車內部

?
我們所面臨的第二個挑戰(zhàn)來自行業(yè)自身特點屬性。汽車行業(yè)擁有眾多實力強大的公司，由于彼此間的激烈競爭產(chǎn)生了很多問題并遺留至今且阻礙整個行業(yè)的發(fā)展。因為軟件定義汽車涉及到的技術極其廣泛，沒有任何一家公司能夠繞開生態(tài)合作的模式而走獨立發(fā)展的路線。因此，行業(yè)想要實現(xiàn)軟件定義汽車的規(guī)?；l(fā)展，企業(yè)想要在軟件定義汽車下實現(xiàn)蓬勃發(fā)展，就需要圍繞一些關鍵原則和標準展開行業(yè)合作，繼而使公司創(chuàng)造更多價值。
?
軟件定義汽車的愿景

目前，我們確實在規(guī)模化的問題上面臨挑戰(zhàn)，但 Arm 仍然相信軟件定義汽車最終將給我們帶來意想不到的發(fā)展成果，讓一切努力變得值得。它能夠讓當前的汽車從一個基本靜態(tài)、略帶功能的設備轉變?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，軟件定義汽車還將為未來汽車發(fā)展奠定基礎，使其：
?

更具可持續(xù)性和環(huán)境效率。

提供先進的駕駛輔助和自動駕駛功能，挽救更多生命。

為乘客帶來更加放松和愉悅駕乘體驗的載體。

具備更多功能，使旅途更輕松、更高效。

在整個生命周期內不斷開發(fā)全新功能。

為整個汽車行業(yè)打造一個平臺，可提供諸多超乎想象的服務和功能 (正如智能手機應用商店剛推出時與現(xiàn)在可提供的爆炸式移動應用服務形成了鮮明對比)。

?
在汽車供應鏈領域知名行業(yè)活動 CAR IT Symposium 的演講中，我概述了使軟件定義汽車成為現(xiàn)實的四大關鍵支柱。它們是汽車和科技行業(yè)當下可以立即采取的切實可行的方法，并幫助我們應對前述的挑戰(zhàn)，加快實現(xiàn)軟件定義汽車這一愿景。此外，四大支柱以普遍而關鍵的功能安全和信息安全為基礎，并強調汽車軟件實時性的重要性。
?
1.行業(yè)協(xié)作
如前所述，汽車行業(yè)正經(jīng)歷著翻天覆地的變化。傳統(tǒng)汽車的單體結構設計、軟硬件串行開發(fā)、純手工硬件制造及軟件技術已無法滿足我們的需求。因此，我們需要全新的開發(fā)及設計方法。然而，想要打造的新技術棧和開發(fā)環(huán)境所需的規(guī)模是巨大的，沒有任何一家公司能夠獨立完成。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問題，實際上不僅會造成復雜性升級、成本增加，還會阻礙行業(yè)發(fā)展。因此，整個行業(yè)需要通力合作，才能共同實現(xiàn)軟件定義汽車的未來。
?
作為行業(yè)一家中立的技術提供商，Arm 在協(xié)助實現(xiàn)這一目標方面處于獨特地位，這就是我們創(chuàng)建 SOAFEE (一個面向嵌入式邊緣的可擴展開放架構) 特別興趣小組的原因。SOAFEE 將傳統(tǒng)汽車行業(yè)與新興軟件開發(fā)社區(qū)相融合，共享專業(yè)知識、技術和產(chǎn)品，攜手定義軟件定義汽車的未來。SOAFEE 已擁有來自整個汽車供應鏈的 50 多位成員，其中包括芯片供應商、軟件提供商、系統(tǒng)集成商、云服務提供商、汽車制造商以及一級供應商，而且成員數(shù)量還在不斷增加。
?
2.標準
對企業(yè)和消費者來說，軟件定義汽車真正的價值體現(xiàn)在應用和服務上，它們將使汽車在整個生命周期內提供更多價值，更優(yōu)化的全新功能，并與消費者建立終身聯(lián)系。當然，這種價值是軟件定義汽車技術棧中的最上層關系。要想讓企業(yè)更加專注于這些高價值的應用和服務，而不僅僅局限在有限差異的基礎設施和框架中，我們就需要建立起一套可擴展、可供移植并鼓勵復用的標準基礎。不同的基礎和方法意味著更高的復雜性，但標準化的平臺和方法可以幫助企業(yè)在構建軟件定義汽車中節(jié)省時間和成本，同時確保企業(yè)能夠在此基礎上創(chuàng)造真正的差異化價值。
?
由此 SOAFEE 順應而生。SOAFEE 旨在實現(xiàn)行業(yè)標準化和加速基礎計算標準和框架，從而實現(xiàn)軟件定義汽車的可擴展性和可實現(xiàn)性。目前已經(jīng)有各種基于 SOAFEE 的“藍圖”正在加緊制定中，例如軟件定義汽車中重點被關注的車載信息娛樂系統(tǒng) (In-Vehicle Information, IVI) 的應用實踐。
?
此外，作為軟件定義汽車技術棧的基礎，Arm 能夠提供一系列核心計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，均可被集成到各計算解決方案中。對于底層軟件，我們的標準采納了行業(yè)公認的方法，如 SystemReady 和 PSA 認證。
?
3.現(xiàn)代化方法論
如前所述，軟件定義汽車的實現(xiàn)需要巨大的技術規(guī)模支撐。此外，消費者的期望顯然也正朝著更多功能和服務的方向發(fā)展。這就需要能夠實現(xiàn)大規(guī)模擴展的軟件架構方法，以及能夠在可變硬件環(huán)境中進行高效、重復、可持續(xù)開發(fā)、驗證與部署的開發(fā)方法。
?
傳統(tǒng)的開發(fā)方法根本無法實現(xiàn)這一目標。值得高興的是，其他行業(yè)幾十年來一直都在努力解決這些問題，而現(xiàn)在我們可以利用他們得出的有效實踐和方法論來滿足汽車行業(yè)的需求。這是一次重大的變革，也是 SOAFEE 項目建立的初衷。

汽車仿真

?
4. 汽車仿真
一旦達成上述三個支柱，最后主要的障礙就是如何使大量開發(fā)人員并行構建大量持續(xù)開發(fā)的軟件，但同時仍能達到汽車行業(yè)固有的驗證質量和可靠性要求。要想實現(xiàn)這一點，那些依賴于物理硬件的傳統(tǒng)方法便派不上用場了。為了解決這個問題，我們必須從控制單元到整個車輛及外部環(huán)境，在各個層面上對汽車硬件進行仿真。這需要先進的仿真方法。盡管這些方法在當下已經(jīng)存在，但它們對汽車行業(yè)來說仍是全新領域，需要在更大范圍內得到接受和采用。
?
四大支柱的重要性

四大支柱對于實現(xiàn)軟件定義汽車至關重要。我深信汽車行業(yè)最終會得出這樣的結論：沒有任何其他長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——如果我們試圖獨立解決軟件定義汽車中遇到的各種挑戰(zhàn)，針對同一難題各家采取不同的解決方法，如果我們堅持難以擴展或無法實現(xiàn)大規(guī)模并行開發(fā)的軟件方法，那么我們通往軟件定義汽車之旅將會更加漫長。盡管這段旅程最終會走向終點，但會浪費大量的時間、精力和金錢，不僅損害了行業(yè)，也犧牲了消費者本應享有的舒適和安全體驗。
?
幸運的是，我們已經(jīng)有足夠的資源來實現(xiàn)軟件定義汽車的夢想。我們正在通過 SOAFEE 展開行業(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)通用標準的計算和處理器技術。這些通用平臺將使汽車制造商能夠創(chuàng)建規(guī)?；透邇r值的軟件定義汽車，通過行業(yè)賦能為整車帶來高價值應用和服務支持。在現(xiàn)有基礎上，我們有能力實現(xiàn)未來軟件定義汽車的愿景，積極推動汽車行業(yè)轉型，并為廣大消費者帶來更安全、有價值的駕乘體驗。
?
?