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行业探讨: 软件定义汽车背景下,域控制器将面临的机遇和挑战

8月26日,由盖世汽车主办的“2021行业首届智能汽车域控制器创新峰会”于上海汽车城瑞立酒店隆重召开。本次会议持续两天,将围绕智能汽车、智能驾驶域控制器、智能座舱域控制器、底盘及车身域控制器、智能驾驶计算平台、电子电器架构、软件定义汽车、车规芯片等行业焦点话题展开。会议期间,路特斯科技、中科创达、映驰科技、华阳等企业专家围绕域控制器量产安全保障、技术难点、解决方案等问题展开了探讨。具体内容梳理如下,供行业参考。

主持人:于英俊吉利路特斯科技公司计算平台开发总工程师

讨论嘉宾:

黄映映驰科技|创始人&CEO

宋春东中科创达|自动驾驶产品总经理

叶丽伟诚迈科技|汽车电子事业部副总经理

葛俊钦德赛西威|智能驾驶辅助事业单元副总经理

张海军惠州华阳通用电子有限公司产品规划总监

主持人:大家好,今天我们圆桌主题是在软件定义汽车背景下,未来域控制器遇到的挑战和机遇,以下将抛出以下议题,希望和大家一起讨论。

议题一:自动驾驶域控制器未来的功能和网络软件安全,以后在量产项目当中将如何保障?

宋春东:现在域控制器越来越复杂,这个复杂系统目前在芯片上,比如纯粹依靠SOC可以解决算力问题,但是在安全等级上需要强功能安全MCU做一个补充,比如说功能安全一般就需要从系统角度,通过算力和传统MCU来补充,这相当于是硬件安全方面的问题。

在软件方面,目前讲系统的差异化,其实很多时候也体现在对安全性的支持上,域控制器从底层软件来说需要功能安全认证的。因为硬件+系统软件是功能安全非常大的基石,近些年随着车联网的发展,域控制器里面对于云端连接会越来越多,这里也涉及到信息安全,包括我们国家有硬件相关的内嵌的安全芯片,这些机制可以从信息安全角度对域控制器做一个保障。这是我个人对于域控制器量产安全方面的理解。

黄映:我觉得有以下几点:第一在系统层面,量产的时候大家要多考虑,在一些方面存在缺陷的情况下比如感知方面,如何保证AI计算是可靠稳定的。

第二、现在都是多核异构芯片,芯片适配非常复杂,这个时候我们需要考虑实时通讯的问题,端到端延迟同步的问题,这也是非常重要的。多传感器融合的前提下,进程和大量的应用怎么有序调度,也是大规模量产时需要考虑的问题。

最后是安全的软件设计,这是系统结构大规模量产的时候可能碰到的问题。

目前的汽车是计算机和传统汽车融合的方案,有大量的计算机软件人才都进入到这个行业,我个人感觉从流程体系角度来说,汽车行业和IT还是不同的行业。部分企业从IT行业进入汽车行业,可能还缺乏一些敬畏度,所以在真正量产的时候,这块的管控可能也是核心问题。

葛俊钦:我认为量产安全方面从两点出发,第一点是自身体系能力和建设,刚才谈到了我们产品基于功能安全的设计,以及QNX,AUTOSAR的CP、AP,包括我们在新加坡有信息安全团队,内部攻防演练,会把这些基础的东西夯实。第二点,车企也是从设计初期就开始做安全的定义,有些相关要求会释放到我们这里,而我们在本身能力建设基础上再去交付车企项目量产要求,通过这种方式把安全做好,主要是这样一些实践。

叶丽伟:我们是软件Tierl-2,所以和Tierl-1不大一样,我们不会说只做一个平台或者只做一个技术,我们会接触更多的客户,所以我们看到功能安全,信息安全,网络安全,其实每一家都有定制的部分,它会深入到AUTOSAR和RTE架构里面。每一家共通的地方,比如说附加功能安全可能就要买E2E模块,网络加密模块,这可能是比较简单的层面。但是再往上,其实通过认证还是容易的事情,整个项目比较难的地方是,功能安全工程师跟比如说法国PIC工程师讨论会花半年的时间。另外网络安全也是一样,它也是有一些基础的架构,比如说现在用到很多芯片是ARM架构,它就会有TE(全球知名连接器提供商)部分,我们上个月刚发表一个代理协议,也是看到ARM的TE架构最早的团队出来创建了公司,现在在欧洲也有几万辆车在使用,他们在ARM架构,TE架构鼻祖创造出来的方案有很多可扩展性和应用性。回过来,我们自己并没有创造什么功能安全、网络安全的技术,但是我们会把EB(汽车软件解决方案提供商)和其他好的公司方案集成进来做很好的支持。

议题二:软件定义汽车是当下一个潮流概念,大家对于软件定义汽车迭代需求有什么看法?

张海军:关于软件定义汽车快速迭代,其实华阳在这方面有很深的体会,我们在2016,2017已经发现软硬分离的变化,这块我们也是提早布局,行业里也都在做一些布局,如硬件方面、软件平台方面,还有技术的变化。我们在2018年就开始对底层的驱动,中间件和上层应用做了规划布局,驱动规制标准化和中间件标准化,也做了华阳的开放平台,希望跟更多行业伙伴一起合作开发。

从目前进展来讲,我们在2020年7月份发布了AAOP(华阳开放平台ADAYO Automotive Open Platform,简称AAOP)1.0,今年9月份2.0版本也即将发布,明年是SOA架构的支持,也是我们的3.0。当前阶段,大家说软件定义汽车硬件是基础,我们硬件(含基础软件)这块儿会一直做下去,跟更多的客户进行合作,所以在硬件这块我们想的也比较彻底,我们要做硬件的开放和合作,这是在平台和硬件方面的规划。

此外,在软件定义汽车方面我们还会做很多技术预研,在域控制器里使用比较多的QNX系统,其实我们也是很早就有布局,现在虚拟机做的比较好,这是我们在座舱域控制器上的优势。

宋春东:目前SOA对于汽车行业而言刚刚进入落地阶段,前几年软件定义汽车讲的也比较多。我本身对于SOA的理解,它是一个设计公司,应该有它特定的场景。它其实在汽车发展史上尤其主要是在汽车智能化过程中,对于汽车有大量外来的,包括自动驾驶在内,复杂应用的拓展,通过SOA可以做一个非常好的开发制程,基于这种模式的开发和制程可以大大加快车上复杂功能的开发。反过来说,SOA也不是万能的,比如它用错误方式开发实时性要求比较高的功能,反而会影响它的迭代速度。

基于这些,SOA有它特定的应用领域,也就决定了它需要特定的制程,创达跟主机厂合作了合资公司,我们在做中间件部分,主要是为了支撑车内SOA运行环境。

汽车软件迭代我认为还是从系统角度来看,对于功能安全强相关的或者信息安全强相关的会有一定的固化,比如说变速箱,MCU或者VCM控制程序开发,我们希望它的迭代尽量的固化,因为这种可能会涉及到召回和其他的功能。对于涉及到座舱里面的场景应用,中央网关的动态服务升级,比如说用户付费购物靠SOA模式开发支撑的功能,我们希望借助于SOA和AUTOSAR带来像OCM便利的机制,让我们通过运营角度和通过后期开发者第三方介入方式,大大加快整车功能的提升和迭代,所以在车辆迭代速度上我们不能100%依靠SOA,我们还是要把SOA当做非常好的工具,结合传统开发模式一起将软件不同迭代按照优先级做一些划分设计。

黄映:我们觉得平台化和个性化,就是把系统层、底层、中间层、封装做好平台化,在上面的功能库,不管是跨域也好,某个域也好,把功能软件库释放出来,最后大家形成个性化的开发,共同完成了整个迭代的过程。

葛俊钦:我觉得这个能力建设还需要有一个过程,因为SOA更多取决于整车的架构,昨天我在线看了沃尔沃在软件定义汽车的相关实践的分享,这个还是需要相当强的能力建设,需要你对整车电子电气架构,从硬件到软件到应用有非常强的理解,把架构做好才是SOA的关键。目前这块也是谈的比较多,但最终还是要从效率出发,哪些东西需要,哪些东西不需要,整车去做SOA还是面临不小的挑战。

叶丽伟:其实我最近对这块感触比较深的地方是,我们去年和宝马成立了合资公司,他们从我们南京大楼里面抽了大概150号人过去,面试流程非常严格,40%的问题都集中在敏捷开发模式,这种敏捷开发模式也就是要求工程师对快速迭代的适应能力。工程师不再是单纯的工程师,需要他们认为什么优先级放在什么架构做什么事情。这个迭代过程中很多时候是产品经理定义的,下面就要去执行多少周期交付出来,事实上并不是单方面从上到下的,更多是技术层面会有什么好的想法提供出来,这是一个感触。我相信敏捷开发,包括自动化测试迭代,大家都是比较清楚的。

从另外一个角度来说,现在大家能力非常强,合作非常重要。合作过程中预准备的过程和供应商那边吸收好的东西是非常重要的。比如说Tierl-1定了高通平台,定了瑞萨平台,那就不能再去投入其他的研究,那我们诚迈做的是一个百货商店,因为我没有负担,我在准备过程中还有一些小的技术,比如说美国的GTI芯片对CIA芯片能力加速100倍,但是有特定场景的限制,那我们在这里做好提前准备和方案,给供应商Tierl-1提供服务的时候,迭代的时候就不需要从零开始迭代了,我们是一个预准备,帮助Tierl-1快速实现迭代。

议题三:软件在不断升级过程当中对资源对算力对内存的需求也是在不断扩张的,那么我们现在做域控的时候,对匹配芯片选型这块诸位有什么看法?

张海军:在芯片选型这块,当前这个阶段无论是座舱还是驾驶域,困扰还是蛮大的。因为现在汽车行业里面芯片除了传统的芯片可以选择外,还有新势力和跨界进入的,如原来做手机芯片的像高通,已经非常成功。当前芯片选型面临着不同的技术路径,一种是虚拟机,像高通和瑞萨是通过虚拟机做域控制器的。还有一种是硬件分区的,最早有NXP、现在的芯驰。还有是手机跨界进入的,像MTK手机芯片8666,8665在好几个主机厂大量使用,还有高通本身手机芯片在这条路线也是有很多。对于我们Tier1来说,因为我们客户种类比较多,这三条线上都是需要做一些布局。

讲到智能驾驶那就更多了,芯片有算力非常高的专门做自动驾驶的,还有一般算力做辅助驾驶的,其实在我们做选型的时候也是遇到了比较大的困扰。在我们观点里面,五大域方面,我们认为在座舱域和智能驾驶域短期内不会融合。

现在,行业和用户更喜欢的是智能化座舱,在智能化座舱里面也需要智能化的识别算法。我们认为座舱里面还要加一颗独立AI算法的SOC,通过视觉识别跟语音结合,这样可能会更智能。我看着天窗说打开,天窗就会打开,我看着左边窗户说打开,左边窗户就会打开,这也是人跟人的交互方式,我们人跟人见面的时候,有些话不一定说那么全,我只要说要这个,对方可能就清楚了,这就是智能化的一个重要体现。

还有一个比较重要的,最早我们都是被动交互,靠驾驶员或者用户自己发起命令,我们的座舱进行反馈。未来智能化不需要主动去说,它会根据我个人的状态,发现这个人瞌睡了、没有专心驾驶可能会主动给出一些提醒。

在智能化发展道路上,整个平台的开发周期迭代是非常快的,用户需求也是不断变化的,在不断学习过程中未来智能化的需求是越来越多,那就需要算力能够跟得上,而这种独立的AI SOC迭代速度会更快一些,这是域控制器芯片方面的一些看法。

宋春东:现在芯片随着智能网联汽车和自动驾驶发展,SOC和GPU都进入的比较多。从我们系统软件服务商角度来看,我们首先从成本和指标上大家比较容易衡量。从系统软件来说,芯片的生态很重要。这个芯片就算成本OK了,指标可以用了,拿过来之后,在实际开发过程中,我能帮助我们的客户解决最多问题恰恰是芯片生态乐观问题,当拿回来后了,哪些芯片的能力没有开发好,它的驱动没有调好,缺少一些工具,AI算法子缺少一些优化,这跟整车迭代的话题是有很大关联的。

如果芯片的生态能够很快速的建立,另一方面也能快速增加汽车功能迭代。我们要看供应商要看芯片是否健全,芯片拿到手之后是否能快速支撑团队开发,而不是开发过程中发现缺了好多东西,简单概括就叫做不成熟,这也是建立在现在高速迭代大的背景之下。

黄映:我觉得这个没有标准答案,每个企业自己在发展过程中根据自身发展有不同的战略。软件定义汽车,硬件是基础,所以整车厂和Tier1都从芯片定义开始着手。现在过渡到2.0时代,整车厂都想学Tesla一样定制化芯片,这是每个企业根据自身的情况做出的选择,今后差异化的竞争是在芯片和软件上,这是每家企业不同的战略。

葛俊钦:首先还是从需求开始,在这个算力平台上,我们一起计算了相关的资源开销,包括将来可扩展性,这样去评估算力的需求,另外我们提供了多种算力升级方案。传统的主机厂对成本要求还是比较高,现在也有些变化,我们正在积极配合一起给出最合理的方案。针对不同成本,高性价比和高性能可以覆盖高中低产品需求,也是通过精确计算功能的系统开销的基础上适当增加冗余来计算出这个结果,是这样一个情况。

主持人:你觉得未来高算力是一个趋势吗?

葛俊钦:我们致力于和车企共同达成极限接近于L4的功能体验,L4无法一步达成的,现在企业硬件预埋也是为了将来的L4。在当下我们去投入这个产品,大家都是坚定相信L4会有到来那一天。

商务模式的思考,大家可以去思考请一个司机一年费用是多少?驾驶员每年的费用是多少?行业发展到那么一天,自动驾驶的达成会使得行业参与方跳出传统的零部件模式,我们现在都在往这个方向去做,带有这样理想的公司和团队在这上面会投入更大,包括这个后面是自动驾驶到智慧化城市的运营,这是一个更大的市场,你必须要从现在这个节点开始去投入。

叶丽伟:其实这里面有一个坑,你在选芯片的时候大多会说GPU和CPU性能怎么样?但是它跟软件的适配度怎么样呢?事实上芯片厂不会告诉你,软件厂有时候也未必会告诉你,我们在三年前做过一个车企的案子,那个时候英特尔还在做车载,他选择了三款,高通,英特尔和瑞萨,让我们做排列组合,最后量化判定它的性价比是怎样,这个APP也是丰田已有的,只要把这些跑下来以后,哪一种排列组合最好就选哪一套,这是相对来说比较理性的选择和合理的规划。

议题四:刚才大家都讲了很多关于芯片的选型,关于软件的SOA,我一直在考虑一个问题,现在芯片也有了,标准化中间件也有了,是不是我们车厂可以自己做了?关于产业链分工这个问题,我想问问各位嘉宾和专家,域控制器未来是由OEM亲自主导?还是说会有Tierl-1,Tierl-2一起参与进来?

张海军:关于这个问题我们的考虑主要还是取决于主机厂本身的研发能力。有些主机厂,技术实力和对技术的投入是比较大的,在域控制器这块可能就是自研的。有些是只对核心组件做一些自研,其他部分可能就是由Tier1来做,例如上层定制化和智能化的功能可能自己来做。还有些主机厂研发能力,研发投入都是比较少的,那这块域控制器可能就交给Tie1做更多一些。

其实我们行业里面从2019年到现在,论坛上跟同行交流,对于主机厂完全做域控制器这件事,很多人想法还是不一样的。有些人认为他把自己关心和自己更擅长,把控更关键的部位,包括整体的方案,需求规划好,剩下的交给Tier1或者Tier2或者科技公司会更好一些。域控制器系统各方面跟以前比是复杂了很多,这种情况下如果主机厂自己做的话,自己的研发投入也会非常地巨大。当然主机厂不管是全部自研,还是核心部件自研,甚至整体都让Tier1做,我们作为Tier1都愿意跟他们合作,他们不做的地方交给我们做。

宋春东:首先从精力来说,我是认为做整车价值高于域控,通常从行业价值来说。如果车厂有多余的精力再开第二个车型,第三个车型,更多有竞争力的车型,所带来的价值可能比车企花大量精力做零部件价值更高。

从成本上说,车企自己做的控制器可能对外来说,它的渠道基本上是比较有限的,不会有像德赛西威现在控制器是非常好的,可以面向国内所有OEM提供销售。如果OEM自己做这个事情一般来说所带来的市场价值,包括渠道上有很大的限制,域控制器回报只能产生在自己车型车辆上。

现状是有很多有实力的OEM尝试自己自研,我认为这是过渡的阶段。当OEM想要一个方案,发现行业里满足它要求的供应商没有,这个时候可能有些OEM有实力的就会做自己的先行研究。最后到产业成熟终局来看可能还是会回到Tierl-1和OEM维度吧。

黄映:软硬分离其实大家已经清晰了,软软分离大家也比较清晰,现在产业链正在重构,所以才提出产业链分工。如果放到十年前,根本不可能有这样的问题,因为那时还是黑盒的模式。今天正好有软件定义汽车的机会,才有这个问题。在不确定的环境下,我觉得一切交给市场,看谁能做得最好,谁能在今后市场里面活得最好,这就是产业链重构给大家的机会。

其实有些东西分的比较清楚,你看企业规模就知道,谁是重资产的,谁是轻资产的,所以今后软件就交给软件Tier1,重资产就交给德赛西威这种重资产,非常清晰。

葛俊钦:我简单说一下,我觉得还是专业分工。大家可以看芯片行业,摩尔定律几十年的延续是非常困难的事情,但是正是因为有EDA,IPvendor,Fabless,Foundry,再到封测厂这样的专业分工,大家才可以把自己的事情做到极致,今天我们才可以去谈7纳米,5纳米,3纳米。

从目前的市场上来讲,有些主机厂希望自己研发所有产品,我们也理解它背后的逻辑。其实我们也是在做变化,我们把自己做的软件硬件相关的进行开放,去满足不同客户的需求。

我认为长期来讲还是行业会回到专业分工和高效协同,大家把看家本领做好,这样在专业分工上面成本最低成效最高,做业务最终还是看投入产出比。

现在行业整体来讲,有些方面我们国内做的比较好,有些方面还在追赶过程中,但是从资本的投入到国家的指引,中国的企业在智能驾驶上已经可以很好的去满足一些产品的交付,包括现在有些产品的发布已经走到了全球市场的前列。

叶丽伟:我是这样看的,现在汽车越来越像手机了,诚迈也做了很多手机业务,我们在看华为,它在做的时候有几个等级,旗舰机管控的特别深,即使用的是我们的人,包括高端设计是它的拳头产品,也是利润来源。这块未来主机厂相信也会像华为旗舰机一样掌控的会更多,因为这个是打差异化的,打品牌和盈利的。还有就是中低端的,中低端未来就可以完全包出去或者怎么样,在手机里面就是ODM,到时候就是拼价格,拼效率,我觉得汽车和手机会越来越像,在手机发展历程里面可以学习到很多东西。

主持人:听了这么多建议和看法,我现在对Tierl-1和Tierl-2越来越有信心了,我希望产业链和车企上下游合作的更好,走的更远。下面我分享两个线上的问题。第一个,域控制器算力和互联一旦进入以太网云时代,怎样预防黑客攻击?

张海军:自从车机联网之后大家已经在思考这个问题,电脑联网之后黑客攻击影响的是数据、钱财问题。但在车里面如果攻击到了可能牵扯到人命的问题,所以信息安全和功能安全方面汽车的要求比消费类会更高一些。在联网之后,大家对车里面比较重要的部件功能安全和信息安全要求很多。

我们在2018年前后就已经在做信息安全的东西,无论是硬件的加密,软件的加密,在功能安全方面从仪表开始进行介入。现在做域控制器,这块要求会更高,我们也是在不断地学习。

刚才嘉宾问的这个问题也是很多人会担忧的地方,其实这个问题早已摆在桌面上,目前行业里面像之前腾讯科恩实验室已经在做这件事,对量产的车辆和设备会进行黑客攻防演练,并不断地进步。一个是防的地方在逐渐加强,但是黑客攻击的技术也是在不断进步,这是互相博弈的过程,目前来看整体上还好。

叶丽伟:其实这块研究不是说今天碰到问题,我们在设计芯片的时候就已经考虑这个问题了,这里一个是中央处理器的保护,一个是各个分块部件ECU和MCU的保护。中央处理器基本上都是ARM,等系统起来之后会有专门OS保护这块系统,这是一个强化。另外在各个ECU里面还有一个模块,任何交互都是通过它去加密保护,这也是手机PC上面没有的,HCM里面也有独立的在跑。

主持人:第二个,自动驾驶域的软件和硬件关联远大于现阶段比较成熟的座舱域,近期应该还是以软硬结合为主,看看嘉宾的看法。

黄映:奥迪发布A8,号称全球第一个量产L3项目的时候,已经坚决走自动驾驶域软硬分离的道路了,这块欧洲公司走得比较领先。目前中国大量企业在研究自动驾驶,在这条导路上,国内之前的供应商体系还是走Tier1黑盒模式,但是现在也在往这方面发展。应该说国内公司的供应链也慢慢具备这样的能力,这个问题还是看不同的阶段。目前以量产的时间节点来看,今年、明年大量分层模式,如果按照去年和再前面一段时间可能还是软硬结合的模式,这就是时间的问题,趋势已经非常明显了。

主持人:好的,此次圆桌讨论到此结束,感谢几位嘉宾精彩的分享。

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