由蓋世汽車、AUTOSAR組織、上海車展三方聯合主辦的SDVF2021第二屆軟件定義汽車高峰論壇暨AUTOSAR2021中國日于4月19-21日在上海舉辦，本次活動也是2021上海車展的同期活動之一，同時也是AUTOSAR組織在中國區(qū)唯一官方活動。本次會議邀請到了安波福主動安全及用戶體驗事業(yè)部先進工程總工程師朱魁先生在本次論壇進行了題為《定義及實現下一代智能汽車架構，打造軟件定義的汽車平臺》的主題演講，以下是他在本次演講的主要內容：

大家下午好，今天我的演講主題主要是智能汽車架構打造軟件定義的汽車平臺。

SVA其實是一個設計理念，它將定義未來5-10年汽車行業(yè)最重要的變革，所以我將從安波福視角來分享SVA的設計理念，它將如何解決當前行業(yè)的痛點問題，助力智能網聯和自動駕駛汽車的實現與量產。

安波福是一家有著上百年歷史的Tier1，主要聚焦在自動駕駛技術，轉型成為面向未來移動出行的科技公司。

當前安波福在全球約有16萬名雇員，超過1.9萬名科學家和工程師，其中有近6000名軟件和算法工程師，在全球三大汽車市場北美、歐洲和亞太均有所布局。其中上海是安波福在亞太區(qū)的總部，1993年進入中國到現在有30年歷史，1.6萬名本地雇員和3000名科學家和工程師，是安波福全球研發(fā)和工程體系的重要組成部分。

安波福主營業(yè)務是智能汽車的大腦和神經系統，也是業(yè)內唯一一家同時擁有這兩方面能力的供應商，我們致力于成為整車客戶的技術合作伙伴，提供面向未來移動出行的安全綠色和互聯的解決方案。同時安波福也擁有未來智能汽車從底層感知執(zhí)行，數據和信號傳輸，計算平臺，汽車軟件，這包含了智能駕駛域，智能座艙域和車身控制域，云端軟件的全棧式能力。這使得我們在服務好整車客戶的同時，也更容易發(fā)現當前汽車行業(yè)所面臨的潛在問題。

回到今天的主題，如果用一個詞來描述當前行業(yè)潛在問題，我會用“復雜”，這里我引用一位整車客戶的原話，“架構的復雜程度已經臨近崩塌的邊緣?！啊鹘y汽車架構的復雜已經大大減緩了新功能的交付和產品的創(chuàng)新，當前全球大部分量產汽車是基于功能架構，該架構源于上世紀90年代，當時汽車電子功能很少，汽車電子系統也并不復雜，汽車處理器也是以8或者16位單片機為主。受限于處理器能力，汽車每增加一個新的功能都會增加新的電子控制單元ECU實現。時至今日，隨著更高算力處理器的芯片出現，即使我們通過很多架構優(yōu)化，比如說通過高算力的處理器整合過去多個低算力ECU實現的功能，一輛汽車的電子系統在今天仍然需要50-100個ECU，其中最高配的車型需要支持上千個車輛功能，其中這些功能加起來有2億行軟件代碼實現，并分布在100多個獨立的ECU中。傳統汽車架構的復雜在汽車生命周期各個階段及量產后都帶來了極大的挑戰(zhàn)。

在功能架構中一個汽車的功能的開發(fā)需要同時修改多個ECU軟件，以及相關的通信軟件來完成。在過去30年中，大家可以想象一下，通過無數人的開發(fā)和迭代，任何一個車廠整車平臺ECU之間的軟件相互依賴關系已經可以說用剪不斷理還亂來形容，這也導致了整車廠最費工夫的地方就是測試。在生產制造階段其實復雜度也帶來了相當大的挑戰(zhàn)，首先汽車的內部空間已經相當的緊張，以乘用車2×5×1.6米空間為例，在保證整車造型，行駛安全有很多防撞的結構設計，駕乘人員空間舒適之后，車里空間要大，沙發(fā)夠軟，但是留給電子件ECU空間越來越少，并且ECU和整車線束在工廠里是由人工安裝的。無法實現自動化裝配，也無法滿足未來自動駕駛汽車更加嚴格的質量要求。

在談到量產后，消費者對未來智能汽車的期望并不像今天傳統汽車一樣交付即結束，而是可以像今天的智能手機一樣可以不斷地升級。在這里我以國內頭部車廠每年100-200萬年銷量舉例，在一個車輛生命周期15年里，樂觀地說，如果把所有車轉成智能車，可能在市場上需要支持OTA的汽車總量是1500-3000萬輛之間，這還不是以全球前三的整車廠來舉例，他們的年產銷量是在900-1000萬輛。

如果我們做一次OTA軟件升級需要考慮多少因素呢？首先整車平臺，整車廠往往會維護多個整車平臺，SUV，MPV，小轎車，A級，B級和C級，而且對每一個平臺每隔4-5年做一次架構升級。平臺ECU，一個整車平臺當中可能需要50-100個ECU，基本上每2-3年換一代，而且車廠都會搞采購供應鏈策略，一個ECU有多個供應商來供。如果將來中國車廠走向世界，不同地區(qū)的法律法規(guī)和功能標準都是不一樣的，所以大家不難想象如果真的把所有的車都變成智能車，一次OTA軟件要產生的差異化版本數量是多少? 基本上可以認為是無窮盡的。

當然這還不是最壞的情況，隨著智能網聯和自動駕駛汽車的發(fā)展，每年都會有大的新的功能增加，當前的汽車架構已經面臨瓶頸，無法滿足未來智能汽車不斷升級的需求。所以我們認為汽車行業(yè)需要新的電子電氣架構來解決這些潛在問題，這也是安波福推出智能架構的主要目標。我們首先要幫助車廠客戶簡化智能汽車的電子系統，降低智能軟件對硬件平臺的依賴。其次，我們要幫助車廠在車輛的生命周期中統一對汽車軟件的維護，不會產生那么多版本，最終希望能賦能整車客戶完全掌控未來智能汽車的用戶體驗。我們認為每一個車廠都應該100%掌控他自己的駕乘體驗。

這里我?guī)Т蠹液唵位仡櫼幌耂VA的設計理念。首先，我們將引入開放式服務器平臺 OSP的概念。OSP將依據功能安全等級對汽車軟件進行分級，并為不同等級的軟件提供相應的算力服務；再根據服務器架構對整車軟件進行分層，并為每一層定義標準化接口。從而使得軟件和硬件分離，按照不同生命周期進行迭代。硬件最快是18個月可以發(fā)布，軟件是今天改了明天就可以發(fā)布。其次，我們實現了車輛輸入輸出與計算的分離。我們將引入區(qū)域控制器的概念，車輛IO設備按照物理分區(qū)進行管理。今天一個車可能就一個BCM，但是將來車可能會有多個BCM，這也是我們提的區(qū)域控制器的概念。在簡化電子電氣架構的同時把車輛信號轉為服務，以前車輛控制只是一個信號，我們要考慮將來怎么把它轉化為服務，提供給服務器來使用。如果我們把未來智能汽車比作4個輪子加電腦的話，大家可以把區(qū)域控制器想象為電腦的擴展塢，使未來智能汽車像今天云計算那樣擴展算力和部署軟件。

圖中所示SVA架構設計，中央計算集群是其中重要組成部分，還有5個獨立的計算平臺構成，有2個是可互為冗余的開放式服務平臺，一個是用于智能座艙域，一個用于自動駕駛域，當自動駕駛域出問題時，我們可以把智能座艙域的OSP（開放式服務器平臺）用來進行自動駕駛域的運算; 一個推進底盤控制器，用于適配不同的動力系統; 一個中央車輛控制器用于車輛安全互聯網關和車身主控功能，傳統車身架構中BCM在這個架構中拆分為多個部分; 一個車聯網服務器用于邊緣計算和車內數據服務。

在四個角上可以看到PDC，將實現車輛IO設備的分區(qū)管理。車輛的傳感器和外設，都將由PDC實現電源管理和數據傳輸，根據不同車型和自動駕駛等級車輛需要2-6個PDC。比如說Tesla的Model3就是有左右兩個控制器組成。中央計算集群，PDC和車輛I/O設備將通過電源和數據總線環(huán)路進行連接。當車輛發(fā)生碰撞的時候，環(huán)路一段發(fā)生故障，無論是電力供應或者數據傳輸都可以通過另外一段恢復，從而實現更高等級自動駕駛所需要的架構冗余。

不難看出，如果一輛智能汽車完全按照SVA設計理念來實現，它將解決之前提及的所有問題，最終解鎖軟件定義汽車，讓智能汽車像今天智能手機一樣不斷升級。除此以外，SVA還將幫助整車客戶降低智能汽車在生命過程當中各個階段平臺成本。我將分階段跟大家介紹。在功能開發(fā)階段SVA打破軟硬件線性開發(fā)模式，未來汽車軟件和硬件可以分布式進行開發(fā)和測試。這不僅僅加速了新功能的上市時間，還將降低整車客戶75%的系統集成和測試成本，以及75%的軟件質量成本。

在生產制造階段，在保持整車算力持續(xù)增長的同時，SVA將比傳統架構減輕約20%計算平臺總重和空間占用，并相應減輕20%線束重量，節(jié)省50%人力成本，20%物料管理和廠房裝配空間。

在量產后階段，汽車軟件維護在車輛生命周期得以統一，無論是新增功能，還是原有功能，我們的目標是讓整車廠只需要維護一套軟件庫即可以適配到所有量產車型，這可能是幾千萬到上億輛的概念，最終可以100%消除汽車軟件OTA的版本維護成本。

讓我們再回到技術路線圖，我們所推出的智能汽車架構將在2025年得以落地，其中圍繞SVA所開發(fā)的相關技術和解決方案也將在今天的域架構和下一階段的區(qū)域架構中得以應用。當前全球大部分研發(fā)中的車型所采用的都是域架構，基于更高算力的SoC，域控制器已經實現了相近功能ECU的進一步功能和整合。時至今日，我們在全球有11個域控制器同步開發(fā)，涉及自動駕駛域，智能座艙域和車身控制域。

全球已經有多個整車廠開始了下一代的區(qū)域架構的研發(fā)。通過區(qū)域控制器進行車輛I/O的分區(qū)控制和管理，進一步降低整車電子電氣架構的復雜度。我們所推出的區(qū)域控制器也將于2022年實現量產。在此基礎上，通過下一次的行業(yè)迭代，隨著更高性能車輛處理器的出現，OSP將得以實現。將分布在各個域控制器中的軟件進一步集中和整合，從而真正從汽車架構上解鎖軟件定義汽車。

當然在工程實現上我們也發(fā)現了很多車廠正在采用SVA設計理念來優(yōu)化現有量產架構，這可能是域架構，也可能是功能架構，我們把這一條技術路線定位為部分SVA，這種形態(tài)在2030年以前也將成為常態(tài)。

我們認為未來軟件定義汽車一定是一個開放的平臺，只有開放的平臺才能帶來無限的創(chuàng)新和可能。有句話說的好，眾人拾柴火焰高，軟件定義汽車需要全行業(yè)共同的參與和定義！除了給大家提供軟件定義汽車的基礎平臺，我們也目標成為未來汽車應用層軟件的玩家。我們將把功能架構，域架構，區(qū)域架構中所積累的大量IP和核心技術，例如輔助駕駛和自動駕駛協議棧，通過軟件產品和軟件服務注入到開放平臺中，并在將來積極與整車廠和第三方合作伙伴共建智能汽車的美好未來。

我在這里做一個簡單的總結，安波福所推出的SVA設計理念將突破傳統汽車架構的瓶頸。通過軟件與硬件的分離，車輛IO與計算的分離，使得計算平臺服務化，車輛接口標準化，真正解鎖軟件定義汽車，讓智能汽車可以像智能手機一樣不斷地升級。SVA還將幫助整車客戶降低智能汽車在生命周期中的平臺成本，助力他們實現模塊化的平臺設計。向消費者提供他們所需要的安全、綠色、互聯的用戶體驗。謝謝大家！