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新四化下AUTOSEMO应运而生,汽

发布时间:2022/12/23 17:28:30   
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汽车“新四化”正快速推进,“软件定义汽车”不可避免。在它们背后,汽车软件架构标准体系的革新自然被提上议事日程。

年7月,中国汽车基础软件生态委员会(AUTOSEMO)宣告成立。当年11月,AUTOSEMO代表中国汽车工业协会正式发布了《中国汽车基础软件发展白皮书1.0》,提出了“推动汽车基础软件标准体系的建设和应用;完善汽车‘新四化’等方面软件技术研发体系;强化人才培养,加大应用普及和推广力度;加强行业协同合作,构建产业创新生态环境”四点意见。

回溯行业历史,汽车软件的发展与整车电子电气架构的演化息息相关。年,由宝马、博世、大陆、原戴姆勒-克莱斯勒、原西门子威迪欧、大众汽车,共同成立了汽车开放系统架构(AUTOSAR)联盟,福特、标致雪铁龙、丰田、通用等主流汽车企业随后也加入其中,为汽车基础软件的快速发展提供了良好组织环境和标准基础。不过,面对新技术、新产品的发展,AUTOSAR开始面临挑战与考验。

分布式架构迎来变革

不同企业从自己的角度与积淀出发,对整车电子电气架构进化提出理解。英飞凌将未来的演化路径大致划分为分布式架构、域集成架构、混合区架构、车载电脑四个阶段;博世则将趋势归纳为分布式电子电气架构(一个ECU对应一个功能的模块化阶段;功能集成阶段)、域集中电子电气架构(中央域控制器阶段;跨域融合阶段)、车辆集中电子电气架构(车载电脑和域控制器阶段;车辆功能云控阶段)三组架构六个阶段。

不过,行业的共识是现有由CAN总线连接不同控制器系统为代表的分布式架构,已跟不上技术发展的脚步。据了解,典型的分布式架构由众多相互独立的ECU组成,每一个ECU对应这一个MCU,ECU之间采用CAN总线进行通信。以目前主流乘用车为例,单车ECU的数量达到70个左右。其优势在于,针对发动机、变速器、底盘控制、影音娱乐系统在内的几乎所有传统汽车硬件及其对应的软件,都有很成熟的解决方案。

然而,分布式电子电气架构面临的问题如同其优势一样,非常明显。陈刚(化名)曾服务于多家整车企业和零部件公司,参与了大量新车型的开发、配套工作。据他透露:“在分布式架构下,整车企业比较依赖传统供应链。不仅国内车企,许多全球知名的车企也在很大程度上依靠德尔福、大陆等Tier1零部件供应商的设计研发,这的确给整车企业的工作带来了很多方便。但不同零部件企业的ECU,算力分配难以做到动态均衡,导致整车企业的控制策略、标定、后期维护更新无比繁琐。”陈刚认为,更大的瓶颈在于,CAN总线的传输速率极限,制约了全新电子设备、感知元器件的接入,从而影响了车辆功能升级。

AUTOSAR的“应战”

“AUTOSAR联盟成立的背景是汽车上的ECU越来越多,嵌入式软件复杂程度越来越高,软件质量难以把控;同时,软硬件未解耦,往往更换硬件平台,软件就要推倒重写,工作量巨大。”长安汽车智能化研究院相关负责人告诉《中国汽车报》记者。

AUTOSAR中国代表荆喆也表示:“最初,整车上跨系统的零部件协作越来越频繁和复杂,若不采用统一的软件架构标准,很容易出问题。如今在全球范围内,AUTOSAR的合作伙伴已接近家。这背后的推动力是AUTOSAR能够切实帮助企业降低成本、降低管理复杂度、保证系统可靠性。”

“AUTOSAR最初的平台被称为经典平台,是基于对Micro-Controller的控制来设计的。”荆喆向介绍道。在分布式电子电气架构走向成熟并大行其道的时代,诞生于年的AUTOSAR经典平台为整车企业、零部件供应商提供了巨大的帮助。它的出现解决了整车ECU数量增多后,嵌入式软件对硬件支持程度差、软件模块化复用性差以及零部件企业因配套不同整车企业而需进行重复开发的弊端。由此,整零实现了汽车软件架构标准体系的标准,可以把更多的研发精力聚焦在功能实现层上。

“我们逐渐意识到,智能化、网联化对汽车行业的改变将是巨大的。大量的感知设备被使用,大量的计算设备被吸纳。此前,分布式架构中几乎不存在文件传输,文件储存容量也不大,然而这一特征在智能网联汽车上相当常见。AUTOSAR敏锐地察觉到了这个趋势,开始定义新的平台。经过2~3年开发后,AUTOSAR推出了自适应平台(AdaptivePlatform)。它基于微处理器这一类控制设备,目前相对比较成熟,最新一个版本是年11月发布的。”荆喆表示,“对于整车企业而言,不断引入的新款零部件,需要更好地与传统ECU结合。AUTOSAR做好了这样的一种结合,能够让整车企业在开发时更高效、更容易、更可靠地实现功能上的连接、分配,做通信上的配置。”

搭建新架构的不同尝试

不过,在整车电子电气架构的进化过程中,特斯拉独树一帜,拿出了自己的解决方案。据了解,特斯拉并未采用传统汽车巨头广为接受的AUTOSAR平台标准,而是选择了域控制架构,整车由中央计算模块、左车身控制模块、右车身控制模块组成。计算模块部分则采用了IT领域当中常见的X86架构系统,左右车身控制模块则负责完成车身、动力、底盘及安全相关的控制工作。

“特斯拉毫无疑问是很多整车企业研究、对标的模板。在特斯拉之前,很少有汽车企业的工程师能够提出这样大胆的创意并付诸实现。对于电子电气架构的探索,特斯拉带给业界的冲击极具启发性。”一位汽车软件资深工程师这样评价道,“当然,特斯拉的电子电气架构路线也带有非常强烈的个性化特征,业界很难‘1∶1’地完美复刻,比如相对封闭的软硬件开发环境、相对单一的车型设置等,这些都是传统汽车企业所不具备的。”

“我们对于AUTOSAR的受欢迎程度还是比较有信心的,”荆喆认为,整车企业面临更为复杂的开发环境,采用AUTOSAR的标准可大幅提升可靠性、降低成本,“尤其是越来越多的车型需要整零联合开发,AUTOSAR作为成熟标准的优势就会更为凸显。”

基于AUTOSAR的平台标准,安波福推出了应对电子电气架构快速进化的解决方案SVA。据安波福相关人士介绍,SVA是基于整车架构的设计,可兼容AUTOSAR标准的电子模块、软件中间件等。SVA实现了三个基本原则:实现软、硬件分离,I/O(输入/输出)与计算分离,将计算“服务器化”,从而拥有软件定义的架构并可持续扩展以适应未来的需求。

中国需要自己的标准

在这个过程中,中国汽车产业迎来了新的发展机遇与挑战。中国汽车工业协会秘书长助理兼技术部部长王耀表示:“汽车基础软件确切说是一个生态系统,目前属于中国汽车产业的短板。AUTOSEMO主要

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