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汽車軟件界國産“備胎”成長爲世界的另一個選擇

2019-05-28 來源:普華

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普華基礎軟件股份有限公司汽車電子事業部

常務副總經理

張曉先


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今天,我想主要讲一下,第一个是软件在汽车行业是怎么样发展过来的;第二个是软件和芯片一起如何更好的为我们的客户,为我们整车厂去提供解決方案;然后未来我们有无人驾驶,我们有更新的一些平台和应用模式,那么软件将会怎么样的发展。


首先,普華是中電科旗下的一家AUTOSAR公司,我們也是國內軟件企業當中唯一的一家AUTOSAR高級合作夥伴,所以我想從AUTOSAR的角度來介紹一下我們的專業背景。



前面有嘉賓講過,在汽車行業實際上是有産業鏈分工的,我們的定位是在國內做上遊,這是過去的模式,但是將來有可能我們的一些技術供應商,我們可能會跟整車廠去直接的提供方案,目前也有這樣的一些情況,將來也會有更多的一些模式出來。


實際上,我們跟一些客戶,包括我們前一段時間給一些領導做彙報的時候,很多人都在提,就是說我們常常把這個車裏面電子控制分成兩種,就是“車載”和“車控”。是不是可以這樣分,是不是這樣比較准確,還是會有更多的分法?將來會怎麽樣?我說這個是一個目前的狀態,或者說是過去很長一段時間的狀態,就是分爲車控和車載這兩部分,因爲這兩部分的技術架構,它的應用模式實際上都不一樣了。從車控來說,它是要強實時的,高可靠,高安全的一些比較高的要求,即C和D級的要求系統,我們稱之爲車控。另外一部分就是車載,基本上就是車載終端,它更注重于人機交互和人機界面的友好型,這個是過去的分類。我們目前來看,我們說汽車裏面的價值,大部分可能都是體現在車控的裏面,我們有一部分的調查表明它的價值和創新都是在這一部分。



不管是車控還是車載,都有一個基本的原理,這個大家都是行業中的人,所以我就不仔細去講了。


从软件的发展来说,它有一个历史,就是我们整个车控的系统是一个复杂的系统,那么处理复杂系统的一种方法,我认为就是说把它分解,然后去让各个部分有一种越来越低耦合的解决方法,去解决一个部分的问题,然后把它集成起来,这是一种在任何行业都是很好的方法,所以软件也不例外。过去,软件和硬件是集成在一起的,有一些供应商去提供整体的方案,那么软件慢慢的就会出现一些标准化的解決方案,软件的标准化意味着有一些专业的公司可以做一些专业的底层软件,客户可以去关心他们自己的东西,然后集成不同的供应商的技术,来完成他们的方案。2003年,包括宝马、奔驰等一些大的整车企业和零部件企业联合成立AUTOSAR组织,为了把软件标准化,2006到2008分别发布AUTOSAR两个平台。




OSEK作为第一个软件的标准,分了几个部分,分别是操作系统、通信和网络管理。2003年欧洲开始做AUTOSAR的标准,希望把整个平台上的网络管理全部进行AUTOSAR标准化,它包括汽车上的标定、诊断、存储管理、所有的跟芯片相关的驱动,包括它的开发方法,所以整个AUTOSAR是一个完整的汽车标准化的解決方案。

 

 

AUTOSAR國際組織現在全世界有一百多個成員和合作夥伴,中間這一部分是56個高級合作夥伴,現在應該不止56個了,去年AUTOSAR在上海開會之後,國內的華爲也加入了,普華原來已經在裏面了。現在國內大概有20家左右的AUTOSAR合作夥伴,大部分就是在右下角那個灰色的部分,因爲畫不下了。那麽左邊是它的核心的合作夥伴,中間是高級合作夥伴,這樣的一個架構。

  


這個是AUTOSAR在中國的一些成員,我們可以看到,這個裏面的整車企業,像長城、一汽、東風、吉利等等的整車企業,還有很多的供應商,這個裏面目前有三家企業屬于AUTOSAR高級會員,一家是長城汽車,一家是普華軟件,還有一家是華爲,華爲是剛剛加入。那麽現在這三家實際上也是很有代表性,就是說整車企業,軟件企業,華爲把自己定義爲一個系統供應商的角色,整個是在産業鏈裏面還是很有代表性的。

    


這個是AUTOSAR的架構,就是我們剛才講的AUTOSAR爲什麽是一個整體的架構呢?因爲它把所有的汽車裏面的該標准化的部分的軟件,甚至包括應用軟件的接口都標准化了,那麽應用軟件裏包括HMI,包括各種接口全部都標准化了,方法論也標准化了,那麽在整個標准的軟件裏面,用戶其實就是選擇不同供應商做的AUTOSAR實現去搭建他們的應用軟件。那麽AUTOSAR實際上有很多種,國外也有,國內也有,你可以選擇更好的實現,但是標准是一樣的。

    


那麽未來有三個趨勢,第一個是互聯的趨勢,第二個是國外講的無人駕駛的方面,還有一個就是電動化,這三個方面帶來的對軟件方面的一些要求,比如說這個是我們中國非常有優勢的部分,在互聯和OTA軟件更新方面都有一些新的需求提出來,所以對AUTOSAR標准發展方面是會有一些新的標准出來。那麽智能駕駛、無人駕駛方面剛才很多人都講了,包括特斯拉的第三代産品,就是有很多的傳感器,用了很多的複雜算法,但是這方面對軟件提出的要求其實是我們過去基于傳統MCU的控制方式是不夠的,需要有高性能、高算力的芯片來支撐。在這種芯片上,軟件架構也會跟以前的有所不同。當然還有一個就是電動,電動實際上中國也是很有優勢的,純電動汽車發展最快的就是中國,將來整個市場最大的可能也是中國。

    


受這個影響,E/E架構可能會有集中化的發展,就是過去是分布式的模塊,將來可能會有域控制器,會有整車級的中央控制器,會有各種各樣的東西出來,這些東西是做更強大計算的需要更強大的計算能力。剛才吳總講的地平線的産品就是屬于我們把它歸到這個範疇,所以說它的架構也是會有新的要求出來。

   

 

那麽這個AUTOSAR組織,它的Classic的標准正在向Adaptive的標准轉變,那麽Adaptive是向更標准化的方向支持的,它的架構和過去的架構不一樣,比如說它的底層架構就是把現在的安卓、Linux等系統都融入到了裏面,它的計算能力就更強了。另外在通信方面,Classic是通過信號來傳送的,就是看傳統的網絡信號,以後就會有以太網進入了,車載以太網上面,不僅僅以信號方式傳送,還有以服務模式的通信。

    


這裏要說的一點就是說其實將來,就是這裏要糾正一個大家的誤區,就是說我經常會碰到的一個誤區,也就是說新的無人駕駛計算平台的出現,它是在整個車上面是增加了一個新的領域,而不是替代原來的技術,它是一個增加的技術。那麽AUTOSAR裏面這個圖就反應的很明確,綠色的C是表示傳統的ECU上的軟件,ECU上的軟件用AUTOSAR的Classic平台,那麽新出來的是AUTOSAR的新的平台,它就會把一部分的控制器集中起來用它來實現,所以在一個車上面,兩類控制器是並存的。

 

   

然後是在一個車上面,所謂的高性能的集,將來會有三到五個應用服務其在一個車上面,而在一個車上面的就是我們傳統的控制器,我們現在用的車身底盤動力的控制器,剛才有一位嘉賓說可能有一百個處理器,功能可能會有50到120個ECU在這個車上面,那麽在一個車上面有50到120個ECU控制器,那麽其中有3到5個控制器來做決策。

 

  

所以我大膽的預測一下將來就是這樣的,就是車控、車載會新出來一個汽車計算平台,這個平台不僅是跟車控有差異,而且跟車載當然是完全不一樣,那麽這個計算平台到底是什麽樣的定義,現在還是在發展過程當中,後面第二部分我會稍微快一點,把那個計算平台的一個可能發展方向說一下。

 

  

還有一個就是其他的一些標准,這個就不講了,這個是日本的JASPAR標准,也是類似于AUTOSAR的一個架構。

    




然後功能安全方面,前面龔總也說過功能安全方面的標准。然後這個是軟件過程管理的標准,還有這個是AGL,這個也是現在非常火,當然還有ROCE。

    


然後我們看一下計算平台。汽車計算平台上面,現在的汽車路線是什麽樣呢?這個圖是表示說我們在三級以上,就是二級、三級以上都開始有自動化了,四級以上是高度自動化的結構,由于四級以上是由無人駕駛系統完成,就是三級以上是由無人駕駛系統完成所有操作,人類是一個輔助的作用甚至是不需要的作用,所以在這個上面計算平台的可靠性和功能要求是非常高的。

   

 

那么计算平台现在有三条路线,我大概归纳了一下,因为它在发展过程中,所以不一定正确。第一个是谷歌和Waymo的,他们是通过激光雷达加视觉信号加高精度地图的解決方案,相对来说它的成本是比较高的,但是它的功能,从Waymo来说,行驶里程已经非常长了,就是验证的情况,我认为已经非常充分了。然后特斯拉刚才说了是视觉指导的多传感器,第三个就是我们国家的阿里、百度的车联网和车类协同。我上次在一个上海的会议里面听到了一个观点,我觉得非常对,就是美国人从来不说智能网联汽车,他们关注的是自动驾驶那一部分,但是中国我们的优势是在网络这个方面,就是像华为这些企业,在网络技术架构标准方面有很大的技术优势,所以我们应该把这方面,也就是车路协同和车联网作为我们发挥我们长处的地方。

    


從供應商來說,英偉達、地平線、NXP等等都是做這方面的芯片供應商。

 

  

这个是特斯拉的路线,他第一代是用的Mopileye,第二代是用的英伟达,第三代就是FSD计算机, FSD的算力已经达到了144TOPs,他从第一代里面用的就是视觉感知和深度学习算法和芯片的结合。深度学习算法实际上很值得探讨,就是深度学习算法实际上用数据来训练机器来实现的。其实要说一个题外话的话,AI它不是中立的,就是原来我接触到的一个,就是说AI你发展到算法是什么样,他依赖于你给他的数据是什么,你给他的训练的数据是什么,所以无人驾驶如果纯粹依赖深度学习算法的话,机器实际上也会学坏,就是你给他的数据不对的话,他会学到像人驾驶的坏毛病,都是会学到的,所以是需要有一些控制在这个里面。

    

這個圖剛才講過了,就是在那個裏面就是定位在A這個幾塊,就是AUTOSAR軟件架構應用。那麽普華我們在去年和前年跟一些整車廠,像吉利和長安,然後我們跟互聯網企業騰訊,還有我們跟一些高校,浙江大學、電子科大一起,規劃了一個我們的方案,這個方案可能包括了人機的內核,實時控制內核,算法內核,組成的一個混合的操作系統,因爲在目前的計算平台裏面,你的計算能力要求芯片一定是異構的,芯片一定是一個專用芯片,所以操作系統的內核是要支持不同的芯片,所以要適應不同的情況,然後有一個跨核中間界,有一個車腦操作系統,所以是有一個中間層的服務,然後需要有一個硬件在環,所以工作方面是有很多的實驗要做,那麽實驗實際上實車實驗和虛擬場景實驗是可以結合在一起的,所以我們也設計了一個雲端系統,可以做一些虛擬化的試驗。


   

最後我介紹一下普華的情況,普華是隸屬于中國電子科技集團的,我們是作爲中電科做基礎軟件的企業,公司有兩個業務,一個業務是跟雲計算相關的,我這邊是負責汽車電子的業務,汽車電子業務具體來說,我們就是作爲AUTOSAR在中國的一個供應商,我們從2009年開始開發AUTOSAR産品,一直到2013年開始量産,然後去年我們成爲AUTOSAR組織在中國的軟件企業當中唯一一個高級合作夥伴,這是我們的一個定位,就是我們在國內提供AUTOSAR産品。我們現在的總部是在上海,在西安和成都都有技術團隊,當然上海也有技術團隊。

    


這是我們的一些曆史,我就不講了。2010年是AUTOSAR的會員,2018年變成高級合作夥伴,這個剛才也講過了。然後我們有一些認證,第一個是ASPICE的L3認證,就是我們質量體系的認證。我們還有一個OSEK的國際認證,我們的OSEK是比較早的,我們在2010年就拿了認證。我們現在是英飛淩和意法半導體的合作夥伴。這個是我們的合作夥伴,整車企業和研發的國際的半導體廠商都有。這個是我們的一些客戶,我們的客戶實際上很多,一部分是國內的整車企業,還有一部分是國內的零部件企業,還有就是國內的一些合資、外資企業,像我比較喜歡跟客戶講,就是博世在2013年的時候就購買了我們的OS,然後聯電、TRW等等都是我們的客戶,我們的範圍很廣。

   

 

正好有一個熱點,就是前幾天,華爲說美國把它列入實體名單,就是說“備胎”轉正,就是說我們做軟件和做芯片一樣,我們一開始就是做備胎,就是國外做的很好,但是我們普華也做“備胎”,但是我們和海思不一樣,因爲他是剛剛轉正,而我們在市場上已經和他們打了,我們不算現在才到“備胎”的時候,我們已經過了那個時候了,在市場上我們可以說已經是一個另外的選擇。

    


我们的产品就快速过一下,这个是我们的AUTOSAR产品架构,这个里面包括集成开发环境,操作系统,诊断,标定,XCP和CCP,有通信组件,通信组件是看网络的,我们有基于以太网络的协议,11月份就要发布了,我们有网络管理,存储,eTPU。我们功能安全的解決方案这个是可以给客户提供的,我们达到了D的等级,我们还有信息安全的解決方案,采用AUTOSAR的解決方案。这个是软硬件结合的,需要硬件有一些芯片在上面,芯片的功能。然后我们也有硬件的产品,就是我们包括,我们除了那个应用软件之外,BSW+ECU硬件,这个产品实际上是量产级的,这个里面的我们最新的是HCU6这个产品,现在已经做完实验了。这个产品因为是标准化的,所以说我们有一些平台化的思路,下面一些可配置和设计等等都在里面。

    


從應用軟件開發來說,我們支持這個集成,最後我們還有一些整車測試的服務,軟件測試,網絡測試,以及我們的自動化的網絡測試産品。那麽普華的優勢我就不講了,因爲時間關系,我看到主持人站在那裏了。這個優勢有本地化,還有商業模式不一樣,最後我們還有一些服務,因爲我們是中國公司,服務就是我們最大的優勢。

    

謝謝大家。




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張曉先

普華基礎軟件股份有限公司汽車電子事業部常務副總經理

1989年畢業于複旦大學計算機科學系軟件專業,曾就職于中國電子科技集團公司第三十二研究所,負責自主知識産權的嵌入式實時操作系統、嵌入式軟件集成開發環境、嵌入式實時中間件和嵌入式實時數據庫管理系統的研發,推進上述國産嵌入式基礎軟件在軌道交通、汽車電子、信息家電、工業控制和各類武器裝備領域的應用。    

现就职于普华基础软件股份有限公司,担任汽车电子事业部常務副總經理职务,负责汽车电子嵌入式基础软件平台及工具、汽车电子自动化仿真测试系统和新能源整车控制器产品的研发和市场推广,负责普华承担的多个重要国家专项课题的执行。同时,担任中国汽车电子基础软件自主研发与产业化联盟秘书长和上海市交通电子行业协会理事。



本文內容來自“2019世界半導體大會汽車電子亞歐論壇”會議資料,經嘉賓允許,作者將內容進行整理發布,原創版權所有,轉載必須授權。


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