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電子電氣架構(gòu)加速升級域控制器將成為未來汽車的標配

2021-11-29 15:16:31 來源：大京網(wǎng)

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

當前,L2/L2+級ADAS市場迎來了高速增長期,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,到2022-2023年L2級及以上智能駕駛域控制器將會規(guī)模量產(chǎn)裝車,域控制器將成為未來汽車的“標配”。

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,近幾年大部分主機廠仍會使用混合域的EEA架構(gòu),形成“分布式ECU+域控制器“的過渡方案。如果主機廠想要在較短的周期內(nèi)和有限的資源下,選擇更具性價比的方案,來實現(xiàn)更好的整車智能化效果,那么中央域和自動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)以及整車級服務(wù)的運行環(huán)境;自動駕駛域控可實現(xiàn)輔助駕駛/自動駕駛功能的集中化實現(xiàn),這兩者對電子電氣架構(gòu)的升級意義重大。

因為種種原因,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,高性能的自動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、域控制器標準化可行嗎?

尋求高效解決數(shù)據(jù)驅(qū)動軟件開發(fā)和迭代升級的方式,將成為主機廠面對新一輪市場爭奪戰(zhàn)的焦點。

這是因為,在未來汽車市場競爭中,差異化應(yīng)用、技術(shù)與功能的快速迭代升級效率成為競爭關(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,當前自動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,需要對底層硬件架構(gòu)進行大量繁瑣的適配工程,這往往需要1-2年的時間。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)也會越來越大。

對主機廠來說,更為理想的開發(fā)模式是,基于標準化的域控制器產(chǎn)品,快速部署應(yīng)用軟件。

標準化的自動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、通訊各方面的安全保護模塊、數(shù)據(jù)交換模塊等等通用部分實現(xiàn)標準化。

供應(yīng)商域控制器開發(fā)過程中就已經(jīng)將上述多個模塊和機制的適配協(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,標準化域控制器配置了基礎(chǔ)軟件平臺,為應(yīng)用層提供標準化的接口,保證應(yīng)用軟件在不斷迭代發(fā)展時,不會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穩(wěn)定上層接口,主機廠便能夠方便快捷的實現(xiàn)上層開發(fā)應(yīng)用軟件和迭代升級。

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

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、12路超聲波雷達接入,攝像頭最高支持800萬像素,可實現(xiàn)高達28項的ADAS功能。

該產(chǎn)品主要面向的是L2-L2+級別ADAS系統(tǒng),算力配置可滿足L2-L2+級別需求,基于“開發(fā)者友好型”的設(shè)計理念,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+級別ADAS市場依舊會呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢,從當前市場發(fā)展趨勢來看,將前行、變道和泊車功能融合在一個域控制器中實現(xiàn),具備明顯的成本優(yōu)勢,已經(jīng)成為越來越多車企的選擇,存在較大的市場發(fā)展空間。

這類標準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,推動自動駕駛域控制器的規(guī)模化部署,具備十分積極的意義。

二、基礎(chǔ)軟件平臺NeuSAR解決軟件開發(fā)痛點

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

標準化域控制器可以通過基礎(chǔ)軟件平臺、自動駕駛專用中間件實現(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險,還提前解決了基于域控制器進行軟件開發(fā)過程中的諸多痛點,可以讓主機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,在各大主機廠紛紛選擇自研軟件的同時,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”。對傳統(tǒng)主機廠來說,軟件部分尤其是基礎(chǔ)軟件平臺(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)核之間實現(xiàn)高精度時鐘同步時遇到精度損失問題;OTA實現(xiàn)過程中,主域控制器及區(qū)域控制器、終端節(jié)點控制器難以實現(xiàn)統(tǒng)一升級、統(tǒng)一管理、整車軟件版本管理、升級事務(wù)性的管理等等。

在未來很長一段時間內(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,不斷的補充、完善和提升基礎(chǔ)軟件平臺。

由軟件供應(yīng)商提供一個將應(yīng)用軟件所需接口全部封裝好的基礎(chǔ)軟件平臺,是當前行業(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)軟件平臺的一體化。

NeuSAR可適配不同指令集的軟硬件平臺并對上統(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)運行環(huán)境和開發(fā)環(huán)境接口集中起來并實現(xiàn)標準化,預(yù)裝在標準化域控里面,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)級服務(wù)、SOA+、原子服務(wù)、整車級系統(tǒng)服務(wù)、動態(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)軟件平臺實現(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版本將針對基礎(chǔ)概念,以及部分軟件分層進行統(tǒng)一,以便行業(yè)對ASF形成一致的認識;ASF2.0版本會定義出服務(wù)開發(fā)時環(huán)境與運行時環(huán)境,原子服務(wù)和系統(tǒng)級服務(wù)的部分接口等。其中,ASF1.0版本將于2021年底推出。

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

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,可支持網(wǎng)關(guān)、車身域、動力域等獨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),大大增強了平臺的可拓展性,可移植性,同時預(yù)置基礎(chǔ)軟件和標準中間件,提供豐富的開發(fā)工具,可幫助整車企業(yè)快速實現(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。

標簽：域控制器軟件技術(shù) 軟硬件架構(gòu) 驅(qū)動域控制器