引領(lǐng)軟件定義汽車革新,共同邁向汽車行業(yè)未來
在科技飛速發(fā)展的當(dāng)下,汽車行業(yè)正站在變革的十字路口。軟件定義汽車(SDV)的興起,宛如一場洶涌澎湃的浪潮,正以前所未有的力量重塑整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)格局。從最初概念的提出,到如今逐步成為現(xiàn)實(shí),軟件定義汽車已不再是遙不可及的幻想,而是切實(shí)推動(dòng)汽車行業(yè)邁向未來的核心驅(qū)動(dòng)力。
軟件定義汽車,簡單來說,就是汽車的價(jià)值和功能愈發(fā)依賴軟件來實(shí)現(xiàn)。其核心思想在于,決定未來汽車發(fā)展走向的關(guān)鍵因素,不再僅僅局限于傳統(tǒng)的機(jī)械性能,諸如馬力大小、機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)劣等,而是以人工智能為核心的軟件技術(shù)。相較于一架僅包含 1,500 萬行代碼的波音 737,如今一輛汽車的代碼行數(shù)已多達(dá) 6.5 億,并且這個(gè)數(shù)字還在持續(xù)攀升。這一顯著變化,深刻體現(xiàn)出軟件在汽車領(lǐng)域的地位正不斷提升,重要性與日俱增。在軟件定義汽車的體系下,汽車的電子電氣架構(gòu)正從傳統(tǒng)的分布式架構(gòu),逐步向集成式架構(gòu)轉(zhuǎn)型升級。以往車輛的各種功能,是由眾多單一的電子控制單元分別控制,如今則被幾個(gè)集中式的域控制器所取代。這種架構(gòu)的轉(zhuǎn)變,大大降低了座艙控制的復(fù)雜程度,顯著提升了用戶體驗(yàn)。同時(shí),在智能座艙方面,軟件同樣發(fā)揮著至關(guān)重要的先行作用。傳統(tǒng)座艙中各個(gè)系統(tǒng)相互獨(dú)立,而現(xiàn)在一機(jī)多屏、一芯多屏、多系統(tǒng)的一體化座艙平臺已成為大勢所趨。未來的交互方式將朝著多模態(tài)交互、多感官融合的方向發(fā)展,智能座艙也將變得更加互聯(lián)、個(gè)性、安全、自主和智能,甚至能夠與智能家居等更多場景相互打通,為用戶構(gòu)建起全方位的智能生活體驗(yàn)。
軟件定義汽車的發(fā)展,為汽車行業(yè)帶來了諸多顯著優(yōu)勢。在預(yù)防性維護(hù)方面,SDV 能夠利用實(shí)時(shí)性能洞察,實(shí)現(xiàn)對車輛的預(yù)防性維護(hù),有效減少意外故障的發(fā)生,進(jìn)而延長汽車的使用壽命。這種主動(dòng)式的維護(hù)方式,據(jù)估算可為最終用戶節(jié)省高達(dá) 10% 至 20% 的維護(hù)成本。在制造成本上,在 SDV 模式下,各種汽車功能能夠集成到更少的芯片中得以實(shí)現(xiàn),制造商無需再分別從多個(gè)不同來源采購大量芯片。而且,由于軟件研發(fā)成本的降低,預(yù)計(jì)到 2030 年,SDV 將為汽車行業(yè)創(chuàng)造逾 6,500 億美元的價(jià)值。安全性上,先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)預(yù)計(jì)到 2050 年能在美國幫助減少多達(dá) 4,400 萬起碰撞事故,并挽救 30 萬人的生命。SDV 技術(shù)所具備的靈活性,能夠有力推動(dòng) ADAS 進(jìn)一步發(fā)展,這些進(jìn)展不僅能夠顯著增強(qiáng)汽車性能,還有助于大幅減少道路事故和死亡人數(shù),是實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛目標(biāo)的重要里程碑。同時(shí),通過無線(OTA)更新,車廠可以遠(yuǎn)程為車輛提供新功能、修復(fù)漏洞并增強(qiáng)安全性。一些車廠甚至能夠做到每月為用戶提供更新,讓車輛常用常新。在舒適體驗(yàn)上,SDV 中互聯(lián)的車載信息娛樂系統(tǒng)能夠?yàn)橛脩籼峁﹤€(gè)性化的音樂、視頻播放、導(dǎo)航和溫度控制等服務(wù),極大地提升了駕駛體驗(yàn),為實(shí)現(xiàn)高度適應(yīng)性和個(gè)性化駕駛體驗(yàn)帶來了無限可能,進(jìn)而能夠更好地滿足駕駛者不斷變化的偏好和消費(fèi)者需求。不僅如此,SDV 還支持車聯(lián)網(wǎng)(V2X)通信,可實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)、提供導(dǎo)航輔助和遠(yuǎn)程診斷,從而提高駕駛效率和安全性。
然而,軟件定義汽車在發(fā)展進(jìn)程中,也面臨著諸多嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。隨著智能汽車的逐步推進(jìn),汽車的復(fù)雜度在持續(xù)提升,導(dǎo)致智能汽車的開發(fā)復(fù)雜度越來越難以管理。用戶體驗(yàn)方面,隨著智能化的發(fā)展與普及,用戶駕乘體驗(yàn)逐漸從傳統(tǒng)的交通工具向第三空間擴(kuò)展,汽車使用的場景、用戶功能等均在大幅度擴(kuò)展,成百上千的場景、功能組合形成了現(xiàn)在越發(fā)復(fù)雜的智能汽車體系。技術(shù)進(jìn)步層面,對電池能量密度和快充性能的追求帶來了嚴(yán)重的電池安全挑戰(zhàn);人工智能、5G 通信、云計(jì)算等多種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)汽車向智能化不斷進(jìn)化的同時(shí),也大幅度增加了軟硬件開發(fā)復(fù)雜度。競爭因素導(dǎo)致堆料、堆配置、各種選配等模式,使得汽車配置多樣性、復(fù)雜度快速增長。監(jiān)管與法規(guī)方面,智能化、網(wǎng)聯(lián)化賦予汽車智能、便捷體驗(yàn)的同時(shí),也帶來了黑客攻擊、數(shù)據(jù)濫用等嚴(yán)重的安全問題。并且,對于傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)而言,這些復(fù)雜度提升的因素,將導(dǎo)致未來智能汽車在配置、硬件、外設(shè)、軟件的種類與數(shù)量將分別增加 10 倍以上。尤其是軟件的大量引入,給汽車產(chǎn)業(yè)帶來了一系列挑戰(zhàn)。在技術(shù)架構(gòu)方面,當(dāng)前架構(gòu)下任何一個(gè)部件的增加、修改、更新都會(huì)對整車帶來影響。以傳統(tǒng)通信矩陣為例,當(dāng)前修改和配置需要 N 周時(shí)間,而未來電子電氣軟硬件數(shù)量增加 10 倍以上,大量軟件的引入,將使問題變得更加復(fù)雜。在安全和隱私保護(hù)方面,全量測試時(shí)間長、代價(jià)高,如果部分測試造成漏測,可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果,尤其是安全漏洞被黑客劫持,將對整車廠的品牌和用戶粘性帶來極大的負(fù)面影響。在組織流程方面,整車廠需要建立與軟件定義汽車開發(fā)模式相匹配的組織架構(gòu),面對消費(fèi)者上千種配置組合、上千種體驗(yàn)場景、上萬種組合服務(wù)和應(yīng)用,如何確定哪些更新推送給所有的用戶,成為一大難題。在商業(yè)模式方面,軟件定義汽車對傳統(tǒng)汽車供應(yīng)鏈與合作模式造成了顛覆,產(chǎn)業(yè)中各方利益如何分配,成為亟待解決的問題。在生態(tài)協(xié)同方面,傳統(tǒng)汽車供應(yīng)鏈?zhǔn)? Tier2->Tier1-> 整車廠的線性模式,但在軟件定義汽車時(shí)代,一方面會(huì)出現(xiàn)新的玩家,比如互聯(lián)網(wǎng)公司、ICT 科技公司等,甚至出現(xiàn)個(gè)人開發(fā)者;另一方面整車廠按照傳統(tǒng)的采購和項(xiàng)目模式難以滿足消費(fèi)者對汽車常用常新、千車千面的需求,故各企業(yè)將圍繞以消費(fèi)者為中心進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新、研發(fā)和供應(yīng),傳統(tǒng)線性模式將被打破,出現(xiàn)以網(wǎng)狀合作的形態(tài)。但如何合理分工從而優(yōu)化整車研發(fā)效率和成本,成為行業(yè)發(fā)展的難題。
面對軟件定義汽車帶來的機(jī)遇與挑戰(zhàn),眾多企業(yè)積極投身其中,引領(lǐng)行業(yè)革新。Arm 始終站在 SDV 技術(shù)革新的前沿,通過提供汽車應(yīng)用所需的各種技術(shù),推動(dòng) SDV 的落地實(shí)現(xiàn)。作為諸多 SDV 汽車計(jì)算解決方案的基石,Arm 汽車增強(qiáng)型(AE)IP 產(chǎn)品組合涵蓋 Arm Cortex - A、Cortex - M 和 Cortex - R CPU、Mali GPU 以及 ISP,并內(nèi)置功能安全特性。其針對 SDV 的主要?jiǎng)?chuàng)新和計(jì)劃包括高性能處理器,基于 Armv9 架構(gòu)的最新 AE IP 處理器增強(qiáng)了 SDV 的安全性和性能,配備分支目標(biāo)識別(BTI)、指針驗(yàn)證(PAC)和內(nèi)存標(biāo)記擴(kuò)展(MTE)等先進(jìn)的安全工具;可擴(kuò)展平臺,支持從 ADAS 到車載信息娛樂系統(tǒng)(IVI)等各種汽車應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了無縫集成,并具備可升級性;通過與眾多車廠和科技公司合作,共同推進(jìn) SDV 技術(shù)的發(fā)展,這些合作對于加快 SDV 的開發(fā)和部署至關(guān)重要;攜手亞馬遜云科技(AWS)和塔塔科技(Tata Technologies)等眾多合作伙伴,為 SDV 提供全面的解決方案,著重于集成先進(jìn)技術(shù),確保 SDV 達(dá)到最高的性能、安全和防護(hù)標(biāo)準(zhǔn);與 Cadence、Corellium 和西門子等合作伙伴共同開發(fā)虛擬平臺,可以在無需物理芯片的情況下對軟件進(jìn)行早期評估和開發(fā),大大縮短了新汽車技術(shù)的上市時(shí)間;參與面向嵌入式邊緣側(cè)的可擴(kuò)展開放架構(gòu)(SOAFEE)計(jì)劃,這是汽車供應(yīng)鏈中領(lǐng)先企業(yè)的協(xié)作成果,有助于為 SDV 創(chuàng)建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化軟件架構(gòu),該計(jì)劃旨在簡化開發(fā)流程,并提高整個(gè)行業(yè)的互操作性。華為在軟件定義汽車領(lǐng)域也取得了顯著進(jìn)展。在 2025 年軟件定義汽車工作年會(huì)上,華為智能汽車解決方案 BU 智能車控領(lǐng)域總經(jīng)理虞曉指出,SDV 發(fā)展已從 “部件數(shù)字服務(wù)化” 基礎(chǔ)階段轉(zhuǎn)向 “底盤智能協(xié)同控制” 的進(jìn)階階段,前一階段數(shù)字服務(wù)化軟 / 硬件解耦和服務(wù)化編排打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),當(dāng)前需突破多執(zhí)行器協(xié)同控制與算法智能化瓶頸,而未來隨著智能技術(shù)的不斷發(fā)展,軟件定義汽車 SDV 則將聚焦個(gè)性化生活空間的軟硬件靈活迭代。華為提出 “大腦 / 小腦協(xié)同控制” 的技術(shù)框架,本質(zhì)上是在給汽車安裝 “數(shù)字神經(jīng)系統(tǒng)”,突破多執(zhí)行器協(xié)同控制與算法智能化等瓶頸,聚焦第三空間軟硬件靈活迭代升級,為消費(fèi)者提供常用常新的個(gè)性化極致體驗(yàn),正式引領(lǐng)軟件定義汽車 SDV 進(jìn)入 2.0 時(shí)代。其中,“集中控制是大腦,協(xié)同執(zhí)行是小腦” 的架構(gòu),將算力利用率提升 300%;確定性時(shí)延通信技術(shù)實(shí)現(xiàn) “毫秒級神經(jīng)反射”,比傳統(tǒng) CAN 總線快 50 倍;智能算法讓汽車學(xué)會(huì) “預(yù)判思考”,提前 0.5 秒預(yù)判路面附著系數(shù)變化。同時(shí),華為推動(dòng)的三大標(biāo)準(zhǔn)化工程,正在重構(gòu)產(chǎn)業(yè)底層規(guī)則,包括硬件定義標(biāo)準(zhǔn)化,統(tǒng)一 “三溫三壓電流” 等參數(shù),讓零部件通用化率提升 60%;通信協(xié)議國產(chǎn)化,用確定性時(shí)延 ASN 通信替代 CAN/LIN,傳輸效率提升 10 倍,“最后一公里” 直控標(biāo)準(zhǔn)讓控制響應(yīng)突破 1ms 極限;開發(fā)工具平臺化,MBSE + DevOps 工具鏈,讓軟件開發(fā)周期縮短 70%,虛擬驗(yàn)證平臺減少 80% 實(shí)車測試成本。此外,華為將持續(xù)開放技術(shù)能力,與伙伴共建 SDV 生態(tài),開放 HUAWEI XMC 數(shù)字底盤引擎的 135 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口,工具鏈平臺已接入 200 + 家生態(tài)伙伴,車企專注上層應(yīng)用開發(fā),華為乾崑提供 “數(shù)字基座”,零部件企業(yè)通過標(biāo)準(zhǔn)接口即插即用,開發(fā)者生態(tài)構(gòu)建速度提升 3 倍。
展望未來,軟件定義汽車將徹底變革駕駛員和乘客的體驗(yàn),重新定義汽車行業(yè)的未來。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,汽車制造商需要在技術(shù)、架構(gòu)、人才和組織文化等方面進(jìn)行全面轉(zhuǎn)型。在技術(shù)上,持續(xù)投入研發(fā),突破硬件和軟件層次分離等技術(shù)難題,采用更加集中高效的計(jì)算架構(gòu),提升軟件更新和管理的效率靈活性。在架構(gòu)方面,加快從傳統(tǒng)的電氣 / 電子(E/E)架構(gòu)向適合軟件定義汽車的架構(gòu)轉(zhuǎn)變。在人才和組織文化方面,克服傳統(tǒng)機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式的束縛,培養(yǎng)和吸引具備軟件技能的人才,將軟件驅(qū)動(dòng)的方法整合到汽車研發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)。軟件定義汽車的成功,不僅依賴于單個(gè)企業(yè)的努力,更需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的緊密合作。車廠、軟件開發(fā)者、科技公司等各方應(yīng)攜手共進(jìn),構(gòu)建完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。通過共同制定標(biāo)準(zhǔn)、共享資源、協(xié)同創(chuàng)新,降低開發(fā)成本,縮短開發(fā)周期,提高產(chǎn)品質(zhì)量,為消費(fèi)者提供更加智能、安全、便捷、個(gè)性化的汽車產(chǎn)品和服務(wù)。同時(shí),政府和相關(guān)機(jī)構(gòu)也應(yīng)發(fā)揮積極作用,制定合理的政策法規(guī),規(guī)范行業(yè)發(fā)展,為軟件定義汽車的發(fā)展?fàn)I造良好的政策環(huán)境和市場秩序,共同推動(dòng)汽車行業(yè)朝著更加美好的未來邁進(jìn)。