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构建一个时代:汽车电子与软件架构的10大趋势预测

时间:2019-11-18 作者:黄烨锋 阅读:
IoT的核心发展思路是将世间万物电子化、数字化,汽车也不例外。慕尼黑工业大学信息学教授Manfred Broy说过,如果你现在买辆高端汽车的话,“它很可能包含了1亿行软件代码”。这些软件代码又运行在70-100个ECU(电子控制单元)上,这些ECU就在车内形成连接网络。实际上,汽车中的软件在规模和复杂度上还在迅速成长,商业研究公司Frost&Sullivan预计,很快汽车内的软件代码就要达到2-3亿行的程度了。
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IoT的核心发展思路是将世间万物电子化、数字化,汽车也不例外。慕尼黑工业大学信息学教授Manfred Broy说过,如果你现在买辆高端汽车的话,“它很可能包含了1亿行软件代码”。这些软件代码又运行在70-100个ECU(电子控制单元)上,这些ECU就在车内形成连接网络。实际上,汽车中的软件在规模和复杂度上还在迅速成长,商业研究公司Frost&Sullivan预计,很快汽车内的软件代码就要达到2-3亿行的程度了。TSFEETC-电子工程专辑

换句话说,汽车已经从硬件驱动的机械设备,转变为软件驱动的电子设备,汽车本身已经成为另一种形态的计算机。如今D级或大型车,软件占据“整车含量”的10%,这个比例预计到2030年可达30%。行业的各层级参与者自然期望通过电子设备与软件相关部分来获取营收。这也是即将于11月19日在上海举办的Aspencore汽车电子论坛的时代背景。TSFEETC-电子工程专辑

原本提供软件和数字技术的市场参与者属于Tier 2、Tier 3级别,但在此役之后会跃居至Tier 1供应商的位置。它们会走出仅提供功能、应用的圈子,变得越来越重要。汽车制造商本身则将下潜到操作系统、硬件抽象、信号处理之类的领域,以增强其竞争力和差异化特性。而且,那些原本没有从事过汽车相关业务的电子、电气科技企业,也开始涉足这一领域,并期望分得一杯羹。这些趋势现在正在发生。TSFEETC-电子工程专辑

原本传统的汽车产业链,包括了整车厂及各级供应商,结构就像是个纵向一体化的金字塔。但随着上述趋势的到来,汽车产业格局正在向横向分工化、平面化转变——纵向的高度显著降低,不同企业分别制造自己擅长的产品:软件与数字技术提供商跃居Tier 1就是这种趋势的特别写照。这个时候,我们大概有必要重新思考汽车的架构,以及行业的趋势。TSFEETC-电子工程专辑

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来源:McKinsey&CompanyTSFEETC-电子工程专辑

总体来说,随这种趋势变化,汽车架构会变成基于通用计算平台的、面向服务的架构(service-oriented architecture,SOA)。更多的市场参与者并不主要通过汽车或汽车硬件来赚钱,而通过提供服务及汽车产业本身来赚钱。TSFEETC-电子工程专辑

汽车市场的差异化主要将不再是传统的机械硬件,而在软件及电子技术驱动的用户界面、体验方式等层面。开发者还会提供新的连接解决方案、高级分析和操作系统。麦肯锡在去年的一份报告中,总结了未来的多层级车载及后端结构,如上图所示。其中包含了娱乐系统的革新、自动驾驶能力、基于“故障仍保持工作(fail-operational)”系统的智能安全(safety)功能等。上层数字栈(stack)会下潜,和智能传感器之类的硬件做融合;这些栈也会发生横向融合,产生新的层级以后,持续将新的结构融入到SOA中去。TSFEETC-电子工程专辑

架构变化衍生了很多新的技术趋势与热点。比如说,网络安全(Cyber Security)方面的需求,会从以往单纯的访问控制策略,转变为“融合型安全”——针对网络攻击进行防护、检测、响应甚至预测,这已经是传统信息技术架构中完整的网络安全环了。我们前不久拜访是德科技时,就已经看到在汽车电子相关测试中,网络安全测试单独列项,毕竟汽车的网络安全已经与人身安全直接挂钩——这一点甚至可能对信息安全行业布局产生革命。TSFEETC-电子工程专辑

再比如模块化的SOA与OTA(over-the-air)更新会成为维护复杂软件的刚需,并且催生基于需求的新功能(function-on-demand)这种业务模式;娱乐系统,以及ADAS的某些组成部分,会变得“应用化(appified)”,因为第三方应用开发者开始提供车载内容了;新型智能传感器和应用产生海量数据,市场参与者需要找到高效处理这些数据的方案;高度自动驾驶(HAD)技术则要求功能聚合、更高算力,以及高度整合……TSFEETC-电子工程专辑

这里我们只是不成系统地点出了汽车电子化、网联化、智能化带来的其中一部分市场及技术趋势转变。麦肯锡在去年的《重新思考汽车软件与电子设备架构》报告中,针对未来的架构变化做出了一些预测,可供更为系统的参考,摘录如下:TSFEETC-电子工程专辑

1. ECU电子控制单元加速集成融合(consolidation)

这个趋势我们在以往的汽车行业相关报道中曾不止一次地提到过。增加特定功能不再需要特定ECU,行业整体转向汽车ECU架构的合并集成。首先大部分功能会集中在一个统一的域控制器中,部分地取代现如今的分布式ECU格局。尤其对于ADAS、HAD功能相关的栈而言,这种集成会成为重要趋势。

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黄烨锋
欧阳洋葱,编辑、上海记者,专注成像、移动与半导体,热爱理论技术研究。
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