8月26日，由蓋世汽車主辦的“2021行業(yè)首屆智能汽車域控制器創(chuàng)新峰會”于上海汽車城瑞立酒店隆重召開。本次會議持續(xù)兩天，將圍繞智能汽車、智能駕駛域控制器、智能座艙域控制器、底盤及車身域控制器、智能駕駛計(jì)算平臺、電子電氣架構(gòu)、軟件定義汽車、車規(guī)芯片等行業(yè)焦點(diǎn)話題展開。會議期間，小鵬汽車嵌入式軟件高級專家閆雪發(fā)表了《智能化背景下域控制器帶來的的軟硬件發(fā)展趨勢》的主題演講。

以下為演講實(shí)錄：

各位嘉賓，大家好，非常高興蓋世汽車邀請小鵬汽車跟大家做一個(gè)分享。我的演講內(nèi)容分為三個(gè)方面：1、智能汽車發(fā)展的驅(qū)動力；2、軟硬件開發(fā)的趨勢；3、挑戰(zhàn)。

我們認(rèn)為汽車的發(fā)展，包括任何產(chǎn)品的發(fā)展都是有一定的需求來源，有需求才會有動力，有需求才會有新的產(chǎn)品出來。對于傳統(tǒng)汽車來講，汽車零部件數(shù)量非常多，線束布置也比較復(fù)雜，這樣一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)構(gòu)成了一輛汽車。

從傳統(tǒng)汽車角度考慮，車輛主要用于滿足日常出行需求，比如說上下班或者出游，在用戶體驗(yàn)上相對比較保守，比較平庸，一些高階的操作沒有辦法做的很連貫，以及實(shí)現(xiàn)很好的用戶體驗(yàn)。比如說音樂愛好者或者電影愛好者，當(dāng)他們在車?yán)餂]有太多事情可以做的時(shí)候，比如說機(jī)場等人或者出游的時(shí)候，心血來潮想在車?yán)锍?，看看電影，傳統(tǒng)汽車是無法滿足這樣的需求的。當(dāng)然你可以使用手機(jī)，但是連貫性和感受都是不太一樣的。

說到電影，很早以前看過一部科幻片《霹靂游俠》，電影里面有一輛非常炫酷的車，可以像正常的人一樣跟你交流，還可以自動駕駛，進(jìn)行情感的溝通。反映到現(xiàn)實(shí)，在當(dāng)時(shí)看來非?？苹玫囊患虑?，現(xiàn)在慢慢變成了現(xiàn)實(shí)。

比如說每天上下班經(jīng)過的路線基本上是固定的，那是不是可以每天上車的時(shí)候，這個(gè)車先跟我溝通一下，報(bào)告一下今天的天氣怎么樣，路況到底好不好，報(bào)了路況之后選擇一條不那么擁堵的路線更快捷地到達(dá)目的地。

還有愛玩兒的朋友可能會對助手進(jìn)行換裝，進(jìn)行進(jìn)階的玩法。這個(gè)過程當(dāng)中還有智能駕駛方面的需求，因?yàn)楝F(xiàn)在生活水平不斷地提高，很多新手司機(jī)或者駕駛技術(shù)不是那么好的司機(jī)可能對泊車有比較強(qiáng)的需求，那我們可以把泊車做的像人一樣智能，甚至比人做的更好。比如說在老舊小區(qū)，停車位相對比較窄，如果有自動泊車功能，就可以讓車自動泊車入位，大大提高生活的便利性。

還有空調(diào)，以前是手動空調(diào)，再到自動空調(diào)，后面可能會進(jìn)化出智能空調(diào)，因?yàn)槊總€(gè)人對冷熱感受不一樣，有些喜歡26度，有些喜歡22度，那我們可以把這些信號跟個(gè)人賬號綁定，空調(diào)就可以知道你的喜好是什么，可以做相應(yīng)的變更，這就是未來汽車非常好的一個(gè)應(yīng)用場景。在這些客戶需求下，智能汽車概念產(chǎn)生了。

在我們看來，智能化汽車落地需要一定的基礎(chǔ)。從架構(gòu)上來講，包括車端、云端、路端架構(gòu)，首先從硬件層面需要具備一定的基礎(chǔ)。沒有硬件的軟件是沒有靈魂的，當(dāng)然只有硬件，沒有軟件的話也是不能達(dá)到的。

我們認(rèn)為智能化汽車，數(shù)據(jù)量會越來越大，這種情況下高帶寬、低延時(shí)特性必須達(dá)到，才能夠滿足大量數(shù)據(jù)的計(jì)算以及大數(shù)據(jù)分析。AI計(jì)算對算力也提出了一定的要求。

當(dāng)然系統(tǒng)越來越復(fù)雜的背景下，它的安全性也必須有一個(gè)質(zhì)的提升，比如說行車安全、信息安全。行車安全主要從車本身出發(fā)，隨著功能或者需求不斷地增加，變得越來越復(fù)雜，行車安全就會提高到非常重要的地位。當(dāng)然從另外一個(gè)角度，信息安全也是不可或缺的，因?yàn)閺挠脩舻慕嵌?，從法?guī)角度，對信息安全也提出了相應(yīng)的要求。

在這些基礎(chǔ)上，智能化是不斷演進(jìn)的過程，就相當(dāng)于人類的成長史，都是慢慢自我學(xué)習(xí)，自我適應(yīng)，自我進(jìn)化。比如說開始不會說話，不會走，不會跑，也是慢慢進(jìn)化的過程，完成自我迭代。要想達(dá)到未來的智能化，快速迭代是必不可少的，這就需要在硬件和軟件上做相應(yīng)的設(shè)計(jì)。

我們認(rèn)為智能化汽車不是一個(gè)單車的智能，它是車路人的協(xié)同智能。但是今天主題是域控制器，所以回到車端本身來做一些分享。

小鵬汽車是怎么考慮的呢？首先在架構(gòu)上，要考慮應(yīng)對智能化汽車的設(shè)計(jì)。我們也是經(jīng)歷了從分布式到跨域集中式到中央集中式的過程，目前是在跨域集中式過程當(dāng)中，中央集中式也是在考慮當(dāng)中。

在整車電子電氣架構(gòu)基礎(chǔ)上，軟件也要作出相應(yīng)的變化，比如說做成平臺化，硬件往集中化方向發(fā)展，從整車角度考慮軟件架構(gòu)的設(shè)計(jì)。以前每個(gè)控制器都是獨(dú)立的，硬件軟件設(shè)計(jì)都是相對獨(dú)立的。在域控制器背景下，硬件和軟件要統(tǒng)一考慮，統(tǒng)一布局。完成這一步之后，再往上就想做一些生態(tài)化的應(yīng)用或者建設(shè)，針對車內(nèi)各種各樣的功能，提供一些平臺或者服務(wù)，可以供上層應(yīng)用開發(fā)，甚至把接口分享給第三方或者用戶，讓用戶可以給這輛車賦予更多新的定義，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的功能。

電子電氣架構(gòu)這里展開一下，從1.0到2.0到3.0，這個(gè)大家比較熟悉，舉一個(gè)簡單例子，比如說車上現(xiàn)在都有空調(diào)、中控大屏和車機(jī)互聯(lián)，用戶可以通過中控大屏去控制空調(diào)，也可以通過手機(jī)控制，從用戶角度這兩個(gè)沒有太多的感知差異。但是從車輛設(shè)計(jì)上來看，它是走不同的鏈路和信號。比如說從大屏端發(fā)一個(gè)信號給到空調(diào)控制器，如果想通過手機(jī)，就需要從手機(jī)到云端再到T-box。如果我們做成跨域集中式甚至中央集成式，可以提供標(biāo)準(zhǔn)接口，調(diào)用統(tǒng)一接口實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，這樣可以大大簡化軟件的開發(fā)工作。

從硬件的形態(tài)上來講，以前分布式情況有很多控制器，每個(gè)控制器負(fù)責(zé)各自的功能，各自的功能再通過其他各種各樣的組合來實(shí)現(xiàn)更高階的功能。現(xiàn)在就可以把這些控制器集成在一起，形成域控制器或者區(qū)域控制器。

展開來講，這種情況雖然是把各個(gè)控制器集成在一起形成區(qū)域控制器，但是并不是完全硬件上生搬硬套，而是基于一定考慮的。比如說車身控制的功能以前集成在BCM里面，一個(gè)BCM實(shí)現(xiàn)所有車身的控制，現(xiàn)在做區(qū)域控制器就可以根據(jù)實(shí)際情況，比如說根據(jù)整車布局或者線束的考量，把一些功能分散在兩個(gè)控制器里面，可以通過左右域配合實(shí)現(xiàn)整車的功能，同時(shí)可以在左域集成其他的控制，比如說PEPS，還有空調(diào)控制器以前是獨(dú)立的，現(xiàn)在也可以集成，這樣就可以減少線束和成本，當(dāng)然這都是在自研情況下降低線束成本。

小鵬汽車認(rèn)為，我們以前是專注于特定功能的開發(fā)，就是以控制器為中心，現(xiàn)在是以功能為中心來做硬件及軟件的設(shè)計(jì)。

深入到控制器內(nèi)部，以前的控制器可能一個(gè)MCU就能完成所有的操作，最多加一些電源管理芯片做安全相關(guān)的考量，比如說ADC輸入，甚至通信，MCU是完全有能力去做這樣的事情。但是現(xiàn)在隨著需求的增多，數(shù)據(jù)量和算力的增加，不得不考慮加入新的處理器，它會有一些新的傳感器以及通訊方式，比如說輸入視頻、音頻，甚至有藍(lán)牙、以太網(wǎng)等新的輸入方式。因?yàn)樵赟OC端基本上都會有Linux、安卓等操作系統(tǒng)，生態(tài)更加豐富，可以實(shí)現(xiàn)更多新的功能。當(dāng)然MCU和SOC也需要相應(yīng)的通訊接口，也有明確的分工。MCU就是做實(shí)時(shí)性要求比較高，甚至安全相關(guān)的功能開發(fā)，還有對傳統(tǒng)接口支持比較好，比如說CAN、LIN。SOC是集中在高算力，AI應(yīng)用場景，MCU還可以監(jiān)控SOC的工作狀態(tài)，所以我們認(rèn)為MCU+SOC是發(fā)展的必然趨勢。

因?yàn)橐隨OC和大數(shù)據(jù)，車上傳感器的數(shù)量是越來越大的，這種情況下對數(shù)據(jù)安全性也提出了很高的要求，比如說保證功能安全或者信息安全，在硬件架構(gòu)上也提出了異構(gòu)甚至冗余，有的甚至提到雙備份、三備份的設(shè)計(jì)，目的就是在實(shí)現(xiàn)功能安全情況下可以更大程度減少功能失效的可能。當(dāng)然有了這樣的設(shè)計(jì)，軟件就會變得異常的復(fù)雜，需要很大的算力。

小鵬汽車也是經(jīng)歷了這樣一個(gè)過程，新需求對芯片本身的算力還是有很多要求的。在軟件上，以前的方式是各個(gè)控制器相互獨(dú)立的，控制器之間通過CAN，LIN，以太網(wǎng)方式交互，通過上層特定化的組織實(shí)現(xiàn)一些功能，每個(gè)控制器軟件也是獨(dú)立設(shè)計(jì)的，實(shí)現(xiàn)各自的功能。

如果想要達(dá)到域控制器本身的優(yōu)勢，比如說硬件上做相應(yīng)的設(shè)計(jì)，軟件上也必須做相應(yīng)的變更，左邊就是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式，比如說空調(diào)，想實(shí)現(xiàn)空調(diào)的控制要走不同的鏈路。我們做了SOA之后，就可以增加一層服務(wù)層，統(tǒng)一管理車上各個(gè)硬件，把各個(gè)硬件通過某種方式統(tǒng)一協(xié)調(diào)來管理，提供一個(gè)統(tǒng)一的接口給到上層應(yīng)用，這樣可以大大簡化軟件開發(fā)。假如說硬件控制器發(fā)生了變化，把服務(wù)層跟硬件相關(guān)的做一些變更，應(yīng)用層不用發(fā)生太大的變化。

另外車設(shè)計(jì)成型之后，用戶有新的需求，可以通過改變上層應(yīng)用，而不用再去更改底層硬件。以前的架構(gòu)要增加新的功能，比如說新冠疫情期間，傳統(tǒng)車在空調(diào)這塊是比較保守的，實(shí)際上我們之前也推出過抑菌殺毒的功能。以前實(shí)現(xiàn)這樣的功能需要空調(diào)配合，需要大屏進(jìn)行配合。推出這樣一個(gè)功能，基本上跟空調(diào)相關(guān)的控制器都要進(jìn)行更新。但是如果我們換成SOA方式，在前期把空調(diào)控制可能的接口事先預(yù)留出來，后期如果想實(shí)現(xiàn)高溫抑菌功能，只需要在頂層應(yīng)用做變更，而且軟硬件還可以很好地進(jìn)行解耦。

軟件發(fā)展趨勢，在我們看來大致分成了三層：車身控制層，交互層，應(yīng)用層。車身控制主要是滿足本地化控制接口，并把它作為服務(wù)向上一層提供。交互層主要是把服務(wù)接口標(biāo)準(zhǔn)化，做一些服務(wù)管理，比如說沖突管理，優(yōu)先級管理。比如說同一個(gè)控制功能，在車上可以控制，大屏上可以控制，甚至云端可以控制，那它們之間的沖突如何解決？我們也是有一定的考量。

智能應(yīng)用層（生態(tài)層），通過標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)實(shí)現(xiàn)功能，我們也會提供云端和遠(yuǎn)程終端。云端和遠(yuǎn)程終端的區(qū)別是，云端會做后臺相關(guān)的智能診斷，比如說通過后臺大數(shù)據(jù)對車進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，有這樣一套軟件機(jī)制之后，可以很輕松地完成這樣的需求，有點(diǎn)類似于EXD說的那種方式。另外在車端，因?yàn)楹竺嬗脩舻男枨罂梢酝ㄟ^手機(jī)端進(jìn)行自定義編輯。比如說現(xiàn)在有一個(gè)非常靈活的功能，可以根據(jù)自己的喜好規(guī)定車在滿足某些特定情況下完成一連串的操作，這就需要我們提供相應(yīng)的軟件基礎(chǔ)。

還有我們在車?yán)锫犚魳贰⒖措娪暗臅r(shí)候，可以做整車其他部件的聯(lián)動，比如說氛圍燈、音響。看電影是360度環(huán)繞音，玩游戲可以通過座椅振動進(jìn)行觸感反饋，這些都需要在域控制器上做事先的考量。

當(dāng)然做了這么多還是面臨很多挑戰(zhàn)的。首先我們需要對系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的理解，這決定了我們從以前分離式到跨域到集成的深度，你對系統(tǒng)理解的深度決定了整合的深度。集合了這么多新的功能或者新的硬件，全棧自研的能力也會成為一種瓶頸或者制約。再深入一點(diǎn)是軟硬件設(shè)計(jì)，以前是MCU低速信號，現(xiàn)在是高速信號。硬件集中之后，功耗和結(jié)構(gòu)也會面臨設(shè)計(jì)上的挑戰(zhàn)，當(dāng)然軟件的復(fù)雜度也是相應(yīng)變高了。

從設(shè)計(jì)本身，還要考慮資源整合能力，資源整合分人和物，物的話是跟Tierl1的合作關(guān)系。如果按傳統(tǒng)的開發(fā)方式，可能無法滿足快速迭代的要求。還有對于人才的渴求，人才是決定未來發(fā)展方向的關(guān)鍵，現(xiàn)在小鵬汽車在這方面也有大量的人才需求。

我的分享就是這些，謝謝大家。