新一轮轿车开发革新由轿车信息化开端特约谈论

作者介绍：

朱玉龙，资深电动轿车三电体系和轿车电子工程师，现在从事新能源轿车电子化作业，10年以上的新能源轿车专业从业经历，在电池体系、充电体系和电子电气架构方面有较深的知道和实践，著有《轿车电子硬件规划》，开设《轿车电子规划》群众号。

从群众的MEB轿车架构和轿车电子电气架构为起点，欧洲的几家轿车企业（群众、宝马、奔跑和沃尔沃）就开端了在轿车EE架构和新的依据车载高性能核算渠道上的开发作业，这种改动一方面是因为特斯拉在许多范畴跳跃式的开发方式引起，另一方面欧洲的干流及奢华车企敏锐的感遭到顾客关于消费电子特别是手机的运用，对未来心目中炫酷和奢华轿车的认知，从现有依据动力总成、内饰等等比较传统的开发方式，到电子化+网络化+智能进化是有类似的等待的。

在现在现已揭露的表态中，群众集团推进得最为灵敏，也是让人感遭到其十分大志壮志的战略。

如下图所示，从传统的一辆MQB车辆架构有近70个ECU，数量削减到3-5个中心的高性能车载核算渠道（HPC），在这几个中心的HPC里边，首要的运用层软件都需求从传统的外包方式转向内部开发——在传统的开发中，是以ECU为方式区分，由200个供货商来担任完结，这将使得依托于群众体系的供给链中的许多环节变得剩余而渐渐消亡。咱们浅显的说法是轿车现在越来越由软件界说，从实质的观点来说，完结功用的软件的方式、效果、质量有用地决议了驾驭于具有车辆的体会。假如群众集团的做法行得通，那么这样的做法将会灵敏在欧洲和美国的轿车企业里边流行起来，一切有大志的车企都期望牢牢操控决议产品个性化的中心技能。

图1 群众的转化是分为两个首要的点——车内的VW.os和群众的车辆云【1】

如下图所示，不同整车企业都环绕这个思路进行自上而下的开发，而不是之前交给Tier 1或Tier 2担任一个ECU的开发牵头者，原有的Tier1如博世、大陆、Aptiv等都作为首要的板级开发商和根底软件供给商，而车企则构建了相应的软件开发安排。

这儿涉及到一个开展拐点的问题，网络架构的演化之前比较慢，首要的原因一方面是会集域操控的发展牵涉到许多的资源，并且迭代需求依据车型的更迭一步步进行，而电动轿车动力总成的迭代速度，使得“游戏规则”呈现了一些改变，只是供给必定的续航和动力性并不行，还需求足够快的体会的支撑，才能在面向智能化的这波浪潮里边，足够快的打出牌来。

图2 BMW给出的未来EEA架构下车辆的首要技能要害【2】

● 核算渠道：车载核算渠道是软件和硬件高度集成的一部分。

■ 软件首要是操作体系的导入和虚拟化，关于高性能核算才能体系需求POSIX OS，支撑如GPU的核算。一同需求集成满意车载通讯要求的网络通讯协议栈，UDPNM, DOIP, SOME/IP以及支撑时刻同步的802.1AS。轿车电子的虚拟化也现已到来，hypervisor虚拟化能够直接从硬件层面切割硬件资源，坚持片上多软件体系独立。从全体上来说，未来各家OEM在整车骨干网上的主节点（域操控器）将会虚拟出多个关闭软件体系。传统轿车根底软件供货商正在加速开发hypervisor适配域操控器内那些多核轿车微操控器。

图3 HCP的软件架构

■ 硬件上，会选用混合架构，传统主操控器首要仍是依据32位Tricore，PowerPC以及850等架构的微处理器, 首要作为冗余和兼容的部分。关于AI和核算力耗费较多的无人驾驭及交互运用, 需供给GPP通用处理器、硬件加速器（HWA）和嵌入式的可编程逻辑阵列（eFPGA），域操控器最大的提高仍是在芯片算力的提高，这也使得芯片厂家和车企的直接交流，也在这个层级需求和软件联合考虑。

图4 硬件的混合架构【2】

● 面向服务的数据架构：

为了面临个性化的需求，功用软件开发需求更灵敏，而依据此Service oriented Architecture (SOA)是完结这项使命的要害，它能够树立动态的实时网络通讯联系，把车内各个IP节点依据功用要求进行运用层服务的数据树立交互。

● 面向Zone的网络架构：

环绕着核算渠道，在整车里边从头整合区分网络架构体系。从现在的各家规划来看，并不是从70个ECU变为3个ECU，而是需求开发新的软件功用的首要节点变为3-5个，其他的依据原有信号通讯的ECU进化完毕了。

图5 Zone架构下原有的ECU的功用被极大的削减了【3】

● 网络车载支撑后台：

这块运用IT技能应对车辆面向服务的功用支撑。

● 网络通讯：

100baseT1与1000baseT1的标准化使得以太网已作为骨干网络的首选，并且整车需求添加冗余规划；2. 依据AVB/TSN以太网通讯标准将成为网络中心底层协议；确认性网络数据调度规划，确保操控办理体系时延要求；

● 信息安全和功用安全规划：

功用安全与网络信息安全在欧洲OEM是与功用开发相同步的流程。为了让不同Safety/Security等级的功用能够合理有用的完结，需求对体系的底层硬件与软件做技能晋级。

因而这种过渡状况，是逐渐拉升的，跟着软件开发的完结，渐渐的变多的功用被整合进去，如外表和文娱体系就第一个整合到文娱体系的车载核算渠道里边去。现在车企比较共同的主意是分为三块：

1. 无人驾驭HCP AD：依据L3-L4的不同的需求来确认究竟需求几个HCP AD

2. 根底HCP：这个便是咱们能幻想到的原有车身操控、热办理操控、通讯操控等等一系列原有涣散在各个根底ECU的总操控，经过交互的来完结关于整个车辆功用的总操控

3. 信息和通讯CP：这个则是面向于车主和乘员交互的那部分，还承担着很重要的信息安全的作业

补白：有关于2和3之间的功用分配，每家车企有差异，也有把这两个直接放在一同，整组成一个完好的HCP的企业。

图6 HCP的演化也在域操控器上面有很大的空间

全新开发方式对咱们的影响

我觉得最重要的影响，是从车企开端的，这有点像从诺基亚年代过渡到iPhone年代，咱们能看到跟着车辆渠道的差异化从结构件、动力总成件，转化成软件的改变，意味着原有的整车开发方式就变得更为简化和缩短，车企本身的人力资源从项目办理、供货商办理和体系开发办理，往软件开发过渡。

传统的供货商与OEM的协作方式现已发作显着的改变，Tier1不再是大包大揽，车企经过本身的人力资源和周边受控的第三方软件供货商会更多参加进来，OEM在体系开发中会担任越来越重要的人物，未来的成功将来自于全产业链的中心技能整合。一同，软件的开发计划与硬件的开发计划彼此独立，软件将会是全生命周期内迭代继续，且软件或许横跨更多不同硬件设备。而以往的开发都是以零件SOP节点作为软件开发计划的参阅时刻，一同硬件计划是同步确认的。

对咱们来说，在没再次呈现一个老练、可用的全套计划曾经：

● 我国车企很难短期内跟上这种节奏的改变，这需求许多资源投入和工程资源储藏，也需求试错。传统的Tier1能给你的东西变得比较有限，并且十分贵，因为许多的本钱没办法经过均摊下降。

● 在整个供给链条上，原有的工作会遭到很大的冲击。这次借着轿车周期的下行，各个抢先的企业都开端调整自己的事务要点和人力资源，都是看到了这个趋势的改变。并且这种筛选是永久性的，也很难再利用自己了解的轿车和零部件的职业找到运用之地，这是轿车职业的腾笼换鸟。

● 这样的改变，会在奢华车上面首要发作，并灵敏扩展到新车上面，我觉得这种改变或许会来得很快，因为一旦熟门熟路了今后，顾客习惯起来调整也会很灵敏。

可是从另一视点来说，关于国外的谷歌、苹果，国内的腾讯、阿里和华为这样的从其他范畴渗透到轿车职业的企业来说，在未来轿车附加值最大的这块，能够跟着欧美车企实验，找到自己的方位——因为迭代速度的原因，能占有高地或许性仍是很大的。

小结：

我最近有空的时分就在看HCP的材料，就在想咱们了解之前的东西怎么过渡到新的东西上去，这个谋划的进程或许在3年内看到端倪，在5年内看到对商场的影响，留给咱们从业人员习惯的时刻并不长。

参阅文件：

1）VW Christian Senger Digital Car & Services

2）BMW High Performance Computing Architectures For Automotive

3）Vector Architectures of High Performance Computing

文｜朱玉龙

图｜朱玉龙 网络及相关截图