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電子電氣架構(gòu)加速升級(jí) 域控制器將成為未來汽車的標(biāo)配

2021-11-29 15:16:31 來源：大京網(wǎng)

在“軟件定義汽車”的時(shí)代,下一代集中式(域)電子電氣架構(gòu)的推進(jìn),正在驅(qū)動(dòng)域控制器的量產(chǎn)加速。

當(dāng)前,L2/L2+級(jí)ADAS市場(chǎng)迎來了高速增長期,傳統(tǒng)分散的軟硬件架構(gòu)已經(jīng)不能很好地滿足智能駕駛系統(tǒng)需求。高工智能汽車研究院預(yù)計(jì),到2022-2023年L2級(jí)及以上智能駕駛域控制器將會(huì)規(guī)模量產(chǎn)裝車,域控制器將成為未來汽車的“標(biāo)配”。

域控制器的重要性不言而喻,吸引了越來越多的企業(yè)涉足該領(lǐng)域,不僅有主機(jī)廠和傳統(tǒng)Tier 1巨頭們,還有如東軟睿馳這類供應(yīng)商憑借軟件技術(shù)優(yōu)勢(shì)異軍突起。

在全新一代電子電氣架構(gòu)全面落地之前,近幾年大部分主機(jī)廠仍會(huì)使用混合域的EEA架構(gòu),形成“分布式ECU+域控制器“的過渡方案。如果主機(jī)廠想要在較短的周期內(nèi)和有限的資源下,選擇更具性價(jià)比的方案,來實(shí)現(xiàn)更好的整車智能化效果,那么中央域和自動(dòng)駕駛域控的引入則十分重要。

中央域控的應(yīng)用可以解決車內(nèi)IT基礎(chǔ)設(shè)施的問題,包括以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)以及整車級(jí)服務(wù)的運(yùn)行環(huán)境;自動(dòng)駕駛域控可實(shí)現(xiàn)輔助駕駛/自動(dòng)駕駛功能的集中化實(shí)現(xiàn),這兩者對(duì)電子電氣架構(gòu)的升級(jí)意義重大。

因?yàn)榉N種原因,域控制器的量產(chǎn)應(yīng)用還處于起步階段,其中自動(dòng)駕駛域控制器的開發(fā)面臨非常高的技術(shù)門檻,包括產(chǎn)品性能、功能安全、信息安全等均有極高要求。隨著智能駕駛系統(tǒng)和功能升級(jí),高性能的自動(dòng)駕駛域控制器還需要適配新的軟件架構(gòu),帶來了軟件開發(fā)難度增加,開發(fā)周期與開發(fā)成本也將進(jìn)一步提升。

這意味著,域控制器開發(fā)與量產(chǎn)難題亟待解決。

一、域控制器標(biāo)準(zhǔn)化可行嗎?

尋求高效解決數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)軟件開發(fā)和迭代升級(jí)的方式,將成為主機(jī)廠面對(duì)新一輪市場(chǎng)爭奪戰(zhàn)的焦點(diǎn)。

這是因?yàn)?在未來汽車市場(chǎng)競(jìng)爭中,差異化應(yīng)用、技術(shù)與功能的快速迭代升級(jí)效率成為競(jìng)爭關(guān)鍵。

在傳統(tǒng)Tier1供應(yīng)商定制化硬件和軟件工程開發(fā)模式下,若主機(jī)廠需要部署應(yīng)用軟件開發(fā),前期還需要解決巨大的工程化工作和技術(shù)難題。

比如,當(dāng)前自動(dòng)駕駛域控制器多采用異構(gòu)多核的架構(gòu),芯片集成A核、R核、M核,還集成了GPU、DSP等特定的專用硬件加速單元,導(dǎo)致核間通訊和同步問題十分復(fù)雜。另外,在硬件架構(gòu)上部署基礎(chǔ)軟件,需要對(duì)底層硬件架構(gòu)進(jìn)行大量繁瑣的適配工程,這往往需要1-2年的時(shí)間。伴隨著芯片的發(fā)展,后續(xù)域控制器功能增加等等,面向底層的硬件工作化部分工作量還將大幅增加,穩(wěn)定性和性能的挑戰(zhàn)也會(huì)越來越大。

對(duì)主機(jī)廠來說,更為理想的開發(fā)模式是,基于標(biāo)準(zhǔn)化的域控制器產(chǎn)品,快速部署應(yīng)用軟件。

標(biāo)準(zhǔn)化的自動(dòng)駕駛域控制器基于異構(gòu)架構(gòu)芯片,通過將底層架構(gòu)中的基礎(chǔ)組件如電源網(wǎng)絡(luò)管理模塊、存儲(chǔ)、通訊各方面的安全保護(hù)模塊、數(shù)據(jù)交換模塊等等通用部分實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。

供應(yīng)商域控制器開發(fā)過程中就已經(jīng)將上述多個(gè)模塊和機(jī)制的適配協(xié)同性工程化工作提前解決,包括芯片內(nèi)部器件適配、各個(gè)網(wǎng)絡(luò)和通訊的接口適配、AP和CP之間的組合適配等等。

基于以上,標(biāo)準(zhǔn)化域控制器配置了基礎(chǔ)軟件平臺(tái),為應(yīng)用層提供標(biāo)準(zhǔn)化的接口,保證應(yīng)用軟件在不斷迭代發(fā)展時(shí),不會(huì)受到硬件工程適配的拖累。并通過配置SOA中間件等軟件層和工具鏈,基于中間件提供的相對(duì)穩(wěn)定上層接口,主機(jī)廠便能夠方便快捷的實(shí)現(xiàn)上層開發(fā)應(yīng)用軟件和迭代升級(jí)。

今年8月,東軟睿馳領(lǐng)率先發(fā)布了兩款標(biāo)準(zhǔn)化域控制器產(chǎn)品,面向自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的行泊一體域控制器和面向整車的通用域控制器,為域控制器標(biāo)準(zhǔn)化提供了借鑒意義。

其中新一代行泊車一體域控制器支持5路高清攝像頭、5路毫米波雷達(dá)、12路超聲波雷達(dá)接入,攝像頭最高支持800萬像素,可實(shí)現(xiàn)高達(dá)28項(xiàng)的ADAS功能。

該產(chǎn)品主要面向的是L2-L2+級(jí)別ADAS系統(tǒng),算力配置可滿足L2-L2+級(jí)別需求,基于“開發(fā)者友好型”的設(shè)計(jì)理念,內(nèi)置基礎(chǔ)軟件,豐富的功能中間件和開發(fā)工具,可實(shí)現(xiàn)一站式的基于IDE的可視化開發(fā)環(huán)境,能夠根據(jù)配置生成豐富多樣的開發(fā)工具及軟件SDK,用以滿足不同開發(fā)需求。

未來3-5年,L2-L2+級(jí)別ADAS市場(chǎng)依舊會(huì)呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢(shì),從當(dāng)前市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)來看,將前行、變道和泊車功能融合在一個(gè)域控制器中實(shí)現(xiàn),具備明顯的成本優(yōu)勢(shì),已經(jīng)成為越來越多車企的選擇,存在較大的市場(chǎng)發(fā)展空間。

這類標(biāo)準(zhǔn)化行泊一體域控制器的出現(xiàn),通過一種較低成本和更加便捷的量產(chǎn)方式,推動(dòng)自動(dòng)駕駛域控制器的規(guī)模化部署,具備十分積極的意義。

二、基礎(chǔ)軟件平臺(tái)NeuSAR解決軟件開發(fā)痛點(diǎn)

電子電氣架構(gòu)的集中化發(fā)展,也對(duì)應(yīng)用層對(duì)底層軟件平臺(tái)提出了新的要求。

標(biāo)準(zhǔn)化域控制器可以通過基礎(chǔ)軟件平臺(tái)、自動(dòng)駕駛專用中間件實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦,基礎(chǔ)軟件將上層的應(yīng)用軟件開發(fā)與底層的硬件/芯片選擇隔離開,這樣不僅可以降低芯片和成本變化所帶來的風(fēng)險(xiǎn),還提前解決了基于域控制器進(jìn)行軟件開發(fā)過程中的諸多痛點(diǎn),可以讓主機(jī)廠將資源與精力集中在應(yīng)用層功能軟件的開發(fā)上。

畢竟,在各大主機(jī)廠紛紛選擇自研軟件的同時(shí),成本和效率也是亟待解決的一大難題,軟件架構(gòu)開發(fā)成功,并非純粹靠“工程師堆積”。對(duì)傳統(tǒng)主機(jī)廠來說,軟件部分尤其是基礎(chǔ)軟件平臺(tái)(包括底層軟件、中間件以及相關(guān)模塊化軟件),依舊是最大短板。

基礎(chǔ)軟件需要面向SOA,基于AUTOSAR不斷的升級(jí)發(fā)展,為應(yīng)用和硬件的適配提供充分的保障;另外,SOA框架需要滿足跨核和跨域的需求,解決主域控制器中不同異構(gòu)核之間實(shí)現(xiàn)高精度時(shí)鐘同步時(shí)遇到精度損失問題;OTA實(shí)現(xiàn)過程中,主域控制器及區(qū)域控制器、終端節(jié)點(diǎn)控制器難以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一升級(jí)、統(tǒng)一管理、整車軟件版本管理、升級(jí)事務(wù)性的管理等等。

在未來很長一段時(shí)間內(nèi),Tier1或OEM還需要緊密合作的基礎(chǔ)軟件服務(wù)供應(yīng)商,緊跟新架構(gòu)的升級(jí),不斷的補(bǔ)充、完善和提升基礎(chǔ)軟件平臺(tái)。

由軟件供應(yīng)商提供一個(gè)將應(yīng)用軟件所需接口全部封裝好的基礎(chǔ)軟件平臺(tái),是當(dāng)前行業(yè)內(nèi)協(xié)作的最佳選擇。

在東軟睿馳提出的SOA整體解決方案中,基礎(chǔ)軟件平臺(tái)NeuSAR包含了能夠支持AUTOSAR AP R2011版本的aCore、最高能夠支持AUTOSAR CP R4.4版本的cCore,以及AUTOSEMO Service Framework(以下簡稱“ASF”),也能夠?qū)崿F(xiàn)軟件平臺(tái)的一體化。

NeuSAR可適配不同指令集的軟硬件平臺(tái)并對(duì)上統(tǒng)一封裝接口,并將開發(fā)各領(lǐng)域SOA化應(yīng)用軟件過程中,所須的基礎(chǔ)運(yùn)行環(huán)境和開發(fā)環(huán)境接口集中起來并實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,預(yù)裝在標(biāo)準(zhǔn)化域控里面,提供完善的配套SOA工具鏈等等。

而ASF則面向SOA服務(wù)開發(fā)視角,提供了系統(tǒng)級(jí)服務(wù)、SOA+、原子服務(wù)、整車級(jí)系統(tǒng)服務(wù)、動(dòng)態(tài)服務(wù)等。主要可以解決跨核和跨域之間的通信和協(xié)調(diào)部分,還有每個(gè)域控制器內(nèi)部的健康管理、診斷、日志管理等自身挑戰(zhàn)。

通過上述基礎(chǔ)軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)不同域控制器之間的復(fù)用,向上層提供統(tǒng)一接口,并與AUTOSAR AP、CP相互配合,可以大幅降低開發(fā)難度,節(jié)省大量的人力物力,從而加速應(yīng)用層特性上的創(chuàng)新。

據(jù)了解,ASF1.0版本將針對(duì)基礎(chǔ)概念,以及部分軟件分層進(jìn)行統(tǒng)一,以便行業(yè)對(duì)ASF形成一致的認(rèn)識(shí);ASF2.0版本會(huì)定義出服務(wù)開發(fā)時(shí)環(huán)境與運(yùn)行時(shí)環(huán)境,原子服務(wù)和系統(tǒng)級(jí)服務(wù)的部分接口等。其中,ASF1.0版本將于2021年底推出。

基于上述標(biāo)準(zhǔn)化的接口、標(biāo)準(zhǔn)化芯片的選擇、標(biāo)準(zhǔn)化軟件選擇和工具鏈集成,便可以形成一款“拿來即用”的中央計(jì)算單元,即標(biāo)準(zhǔn)化通用域控制器。

上述提到東軟睿馳推出的這款通用域控制器,具備豐富的接口協(xié)議、高算力硬件平臺(tái),可支持網(wǎng)關(guān)、車身域、動(dòng)力域等獨(dú)立控制器或融合控制器的應(yīng)用。

該產(chǎn)品基于面向SOA的架構(gòu),大大增強(qiáng)了平臺(tái)的可拓展性,可移植性,同時(shí)預(yù)置基礎(chǔ)軟件和標(biāo)準(zhǔn)中間件,提供豐富的開發(fā)工具,可幫助整車企業(yè)快速實(shí)現(xiàn)整車開發(fā),降低研發(fā)成本投入,提高功能開發(fā)效率。這對(duì)電子電氣架構(gòu)集中化和SOA架構(gòu)發(fā)展都具有較大意義。

標(biāo)簽：域控制器軟件技術(shù) 軟硬件架構(gòu) 驅(qū)動(dòng)域控制器