編輯 | 曉靖

出品 | 焉知

 

在焉知汽車科技、是德科技聯合組織的“第三屆智能汽車電子電氣架構研討會”上，來自車企、科技公司、零部件、測試認證公司的專業人士齊聚一堂，就電子電氣架構標準、以太網標準、SOA、TSN、線束開發、域控制器、AUTOSAR、信息安全、芯片、測試、計算平臺等話題進行了深入的交流和探討。研討會上，Elektrobit項目總監顧淳以“基于自適應AUTOSAR的HP開發”為主題發表了精彩演講。

 

趨勢及挑戰

隨著EB架構的進化，整個電子電氣架構發生了很大的更新，軟件本身變得日益復雜。現在的軟件到底有多復雜？有幾個實例大家可以看一下。

首先是奧迪說目前的軟件開發工作90%是集成和驗證的工作。寶馬說現在信息娛樂系統開發復雜程度日益增加，其中包含了400個軟件的組件，250個交互Interfaces，包含50到60個Million LoC。

Visteon，整個開發需要100個元年，日本的概念就是50個人要開發兩年。信息娛樂系統需要500元年，如果要開發一個L3的自動駕駛可能需要2000個元年，就是500個人要開發4年。我相信，如果要開發一個相當智能的自動駕駛真的需要500個人投入4年去開發。

一位大佬說，差不多有15家主機廠目前正在開發自己的HCC，或叫HPC，都是要開發自己新的高性能處理器和E/E架構。整個新的E/E架構的投資全球范圍內差不多要達到7.5億美金。

整個E/E架構或者軟件趨勢變得越來越復雜，軟件復雜度增加和新的E/E架構對于我們都是挑戰。

來自一些專業咨詢調研機構的數據顯示，隨著越來越多高級功能的增加，代碼量及其復雜度呈指數級增長。這里給了幾個例子，高端控制器大概是5000萬行，高端導航軟件是400萬行，典型車身控制器要達到20到200萬行，軟件復雜度增加導致代碼量呈指數級增長。除了代碼量和復雜性的增長，打補丁等等占的比重也越來越大。

軟件定義汽車會給這個行業產生什么影響呢？我總結了五點。

第一是車輛生命周期的影響。車輛生命周期中軟件需要不斷更新，不斷打補丁，整個生命周期差不多有10到15年的時間，從全球數據看是10到15年，不管怎么說10到15年是需要更新的。之前汽車的維護和保養是在4S店進行，4S店可以對車上的軟件進行升級，并通過維護和保養工作從中獲得利益。從現在開始到將來，汽車制造商會越來越多地介入售后，通過一些后臺OTA軟件升級和更新進行，現在已經有一些主機廠正在進行這方面的工作。

第二，從用戶來講。以前期望得到一些車上新的功能或者高級的功能，可能不得不去換一輛車。今后客戶可能只需要通過OTA的方式升級一些軟件或者升級一些功能，他就會得到一些升級和高級的功能。比如說原先車上只是定適應巡航想改為自適應巡航，可以通過OTA的方式升級。

第三是復雜度，現在的主機廠越來越全球化，研發部門也是越來越全球化，全世界各個地點都有研發機構，這些研發機構的功能不盡相同。為了充分發揮優勢，會把整個車輛開發生命周期的一些開發工作放在A，有些開發工作放在B，這樣開發的模式一定會給項目帶來更高的復雜性。并且會帶來一定的集成風險。

如何降低集成風險？一個方法就是解耦，就是第四塊解耦。

解耦分兩大塊，一個是硬件與軟件的解耦，還有是軟件與軟件的解耦。在開發軟件的時候不要依賴于硬件，在開發上層軟件的時候不要依賴于底層的軟件或者是中間件的軟件。只有做到硬件和軟件分離、軟件和軟件分離，接下來集成的工作、復雜程度才可以大大降低。

最后一個是差異化，現在所有的主機廠都追求自己車輛的差異化，老實說現在車的硬件部分，尤其是車的外觀部分越來越相似，當然是越來越漂亮，但是越來越相似。大家可以看現在車的外形真的傻傻分不清，你能分清吉利和寶馬嗎？真的分不清。

以前主機廠追求差異化，很多是把功夫放在應用層，應用層用戶可以直接看到，現在主機廠為了追求差異化，會把它的工作繼續往下探，會開發自己的OS，所謂開發OS不是做那些OS核心的部分或者是擴容的部分，他們只是在現有商業化的OS外面包裝一層，并且會自己開發一些特殊的東西打包以后變成OS。哪怕現在軟件投入最多的大眾，可能投入上萬人開發自己的OS，但是絕對不可能靠這一萬個人寫出OS，肯定還是會利用一些商業軟件公司提供的OS，把它打包變成自己的OS，就是所謂的BWOS。

 

看看整合的車輛基礎架構，現在比較傳統的Sigle ECU可以基于Linux OS平臺，把ECU軟件合并到HPC上，肯定是要高性能的，把這些ECU軟件部分向上合并。其背后有很多的集成工作，有很多的健康管理、狀態管理等等。但是總的軟件架構應該是差不多的。

在把多個ECU合并到HPC上之后，整個架構提升到了更高的層面，就形成了整車的架構。圖中灰色的部分是OEM掌控的后端服務器；藍色的部分是HPC，有三個，當然也有可能是4個，這取決于中心化、高性能計算平臺的分布。

 

 

剛才說的是挑戰，現在說一下市場趨勢。目前看來有三大趨勢，大家各有各自的提法，我總結了三個主要趨勢：

·第一是電氣化，電氣化可以大大降低動力總成的復雜度，也可以降低硬件復雜性，還可以降低架構的復雜度，讓中心化、高性能的平臺成為可能。如果你還是用傳統的架構，很難做到中心化、高性能的架構。所以集成化將起到非常重要的推動作用，這就是為什么現在很多OEM對整個架構的改革是從電動車開始。

·第二是自動駕駛，自動駕駛會產生海量的數據，安全性是必選項，對于SOA和操作系統故障恢復機制可用性提出了很高的要求。

·第三是出行服務，V2X互聯和OTA更新，信息安全必不可少，對于信息安全的要求越來越高。所有的對于軟件架構影響和EB架構需求就變成了行業需求，SOTA，比如動態配置、遠程分析診斷。

 

 

Adaqtive AUTOSAR定義及特性

如何滿足未來的動態需要呢？就是Adaptive AUTOSAR。

什么是自適應AUTOSAR？自適應AUTOSAR到底是什么東西呢？首先是技術，因為所有的OEM、Tier 1，很多的企業都投入了很多專家研發自適應AUTOSAR。首先是生態，因為所有的OEM、Tier 1和方案供應商都可以針對適合汽車生態系統和工具鏈設計進行協同合作。因為大家都用同樣的工具鏈或者類似的工具鏈，大家都用同樣的語言，大家都用同樣的協議，可以在這個基礎上進行很好的合作。

自適應AUTOSAR是一個聯盟，因為它可以確保聯盟成員知識產權對開放源碼的使用和法律指導。如何去保護這部分知識產權，這方面的源代碼使用過程當中不違反法律準則，自適應AUTOSAR作為一個聯盟都會進行定義。

另外，聯盟當中所有的會員承擔開發或者投資的費用，可以控制風險。

自適應AUTOSAR特性是什么？第一是面向服務的架構，第二是面向服務的通信。跟傳統的通信協議比Ethernet有高帶寬、點對點連接、支持小型嵌入式設備并行處理等特點。自適應AUTOSAR所有的通信都是通過Ethernet協議實現的。

 

一站式Adaptive AUTOSAR解決方案

接下來介紹一下EB汽車軟件自適應AUTOSAR產品EBcorbos。首先是工具鏈或者開發環境。第一，軟件包或者協議棧、軟件模塊需要對上層應用進行集成。第二，EBcorbos AdaptiveCore中就是軟件模塊和協議棧，包括基于容器的Linux、E corbos Hypervisor等。

工具鏈包含四大塊，第一塊是Model Editor，即模型編輯器，主要提供創建和編輯自適應AUTOSAR編輯文件。第二是C和C++的Editor，本身EB corbos Studio帶有Eclipse C開發工具。第三是Automation，在腳本中聚合多個任務，從用戶截面調用聚合的任務，調用代碼生成器。第四是Development Environment和Extensions，從AUTOSAR模型創建代碼或報告，創建特定Project的規則以驗證自定義的模型約束。其最大的好處是無需拿到硬件板子，只要在工具鏈開發環境中就可以開發應用。

EB corbos AdaptiveCore也是遵守自適應AUTOSAR標準的架構規定。首先它是一個基于POSIX的多操作系統，自適應AUTOSAR可以裝在任何POSIX的操作系統上，包括QNX、Linux，適用于多個硬件平臺，這里舉了一些國外的平臺，目前EB產品的互操作性也支持國內芯片，如果已經量產，可以放到上面，可以達到一定的安全等級。

 

核心協議棧大概有13個，都是根據聯盟19-11最新標準基于規范開發的協議棧。中間綠色的部分分五大塊，包括信息安全、標準、診斷更新等等，ARA有通信和管理，支持SOME/IP的協議；System包括ara exec、araphm，是健康管理；ara time是時間同步；第三塊Security；ara iam主要是Ldentity和access等；下面是aara crypto進行加密；State是狀態管理；ara nm是Network management；還有ara sm更新管理，在更高的等級上進行監控；還有診斷和更新模塊；最下面的綠色長條aracore是錯誤碼管理；最左邊是工具鏈是開發環境；下面有EB corbos Linux，不僅可以跟自己集成也可以跟QNX集成。

 

EB corbos Linux是基于容器的技術，可以與客戶Linux配合，最大的好處是隔離。當一個系統或者OS跑一個應用掛了以后不會影響其他的軟件。POSIX操作系統中也包含一些信息安全機制，支持功能安全等級最高做到ASIL-B。

Linux的應用場景包括Kernel、RT、Securtty、Optimization等等；還有系統的管理，包括OTA的Foundation。再上面一層還有各種各樣的Container，可以裝在自己的上面，也可以支持AGL、GENIVI等，都可以用到這上面。

Hypervisor也是一條產品線，支持多核CPU，但是它是微內核架構，可以把下面硬件抽象、半虛擬化，也可以實現虛擬機，如VM間通信。

 

HPC客戶成功案例

介紹一下EB HPC的成功案例，都是量產的案例。大眾的ID.3上面有些東西就是EB提供的。ID.3是大眾的首款純電動車，其中就包含HPC，就是高性能計算機。整個高性能計算機的OS都是EB提供的。

具體包含車身ICAS1，EB提供ICAS1車身控制器和網關ECU；ICAS3信息娛樂也提供了一些軟件，包括OCU4車載通信單元軟件和收發器模塊，這些ECU中不僅有HPC軟件還有其他EB的軟件。