目前大家對汽車及其功能的認(rèn)知正在發(fā)生巨大變化。汽車正在變得越來智能、電動和服務(wù)導(dǎo)向，為最終用戶提供了越來越多的定制和升級選項(xiàng)。其潛在的革命在于，軟件將定義汽車。簡單來說，所有功能將在一個(gè)虛擬模型上進(jìn)行設(shè)計(jì)、測試、驗(yàn)證并可能在整個(gè)車輛壽命周期內(nèi)進(jìn)行修改。(所以仿真對汽車算法的開發(fā)越來越重要)。

未來的汽車電子架構(gòu)將由少數(shù)幾個(gè)非常強(qiáng)大的車輛計(jì)算機(jī)組成，它們將通過車輛集中、區(qū)域化的電子電氣（E/E）架構(gòu)連接嵌入式控制單元、傳感器和執(zhí)行器。新的E/E通信網(wǎng)絡(luò)（ComNET）拓?fù)涞囊粋€(gè)特點(diǎn)是數(shù)據(jù)流的集中化。區(qū)域ECU通過高速以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到連接的車輛計(jì)算機(jī)。這種連接方式確保數(shù)據(jù)通信更快、更安全，內(nèi)部和外部的鏈接至云端都表現(xiàn)更好。此外，這意味著車輛的線束變得更短，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)成本和重量的節(jié)省。

售后功能升級改進(jìn)電動汽車的電池續(xù)航能力；新增輔助駕駛功能便利功能基于用戶的保險(xiǎn)；遠(yuǎn)程診斷快速創(chuàng)新
快速部署新功能到汽車中基于位置的服務(wù)汽車網(wǎng)聯(lián)到停車基礎(chǔ)設(shè)施個(gè)性化汽車自動啟動空調(diào)以適應(yīng)寒冷天氣可定制的車內(nèi)環(huán)境為駕駛員設(shè)置“檔位”（例如座椅、HVAC、HMI屏幕）

這種革命需要對汽車架構(gòu)進(jìn)行深刻的轉(zhuǎn)型。除了使汽車開發(fā)更快、更容易之外，它還將為汽車制造商提供通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的服務(wù)的新的有吸引力的業(yè)務(wù)機(jī)會，這些服務(wù)吸引了一個(gè)更加熟悉訂閱功能的用戶群體。本質(zhì)上，移動性成為一個(gè)服務(wù)，以提高用戶體驗(yàn)。

架構(gòu)區(qū)域化的范圍

不再使用盒子（ECUs）添加新功能，這些功能將通過靈活的硬件與OTA更新從云中下載。這樣可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)集成和持續(xù)部署（CI/CD）。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，車輛E/E架構(gòu)正在從獨(dú)立功能的平面分布轉(zhuǎn)變?yōu)楦F(xiàn)代的域和區(qū)域結(jié)構(gòu)。

在現(xiàn)有的車輛平臺上，E/E架構(gòu)的適應(yīng)是一個(gè)迭代的過程?？珙I(lǐng)域車輛計(jì)算機(jī)被集成到現(xiàn)有的面向領(lǐng)域的E/E架構(gòu)中，并與傳統(tǒng)的嵌入式控制單元結(jié)構(gòu)相結(jié)合。通過適當(dāng)?shù)男薷?，這種方式可以達(dá)到最佳的效益。對于新的車輛平臺，實(shí)施車輛集中、區(qū)域化的E/E架構(gòu)需要車輛計(jì)算機(jī)和區(qū)域ECU，可以提供最大的效益和未來需求的最佳性能水平。此外，企業(yè)可以開發(fā)出模塊化的控制單元套件，可以有效地在不同的車型之間擴(kuò)展E/E平臺。

“區(qū)域化”將模塊和連接集群化在車輛的物理區(qū)域內(nèi)，同時(shí)將大部分處理能力轉(zhuǎn)移到中央車輛計(jì)算機(jī)中。它將提供許多好處，因?yàn)樗鼫p少了布線成本和重量，并提供了可擴(kuò)展的集中軟件。這將為由軟件驅(qū)動和通過OTA更新推動的汽車創(chuàng)新打下基礎(chǔ)。

架構(gòu)演變趨勢：從域到區(qū)域

為什么分區(qū)式電子/電氣體系結(jié)構(gòu)是軟件定義汽車的理想選擇？

考慮一下用于不同領(lǐng)域的傳感器（例如用于高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和信息娛樂系統(tǒng)的攝像頭）。分享這個(gè)傳感器的最佳方式是什么？在領(lǐng)域架構(gòu)中，這個(gè)路徑是復(fù)雜的。在一個(gè)更友好的分布式體系結(jié)構(gòu)中，傳感器數(shù)據(jù)被呈現(xiàn)為所有虛擬機(jī)的服務(wù)。每個(gè)分區(qū)ECU都成為一個(gè)傳感器服務(wù)器。

這種方法也使得在緊急情況下建立事件鏈反應(yīng)更加容易。例如，在緊急剎車情況下：雷達(dá)、攝像頭或激光雷達(dá)傳感器的組合確認(rèn)了車輛前方有一個(gè)意外物體。剎車系統(tǒng)立即啟動，但如果ADAS計(jì)算機(jī)意識到可能發(fā)生事故，車輛就開始準(zhǔn)備應(yīng)對，并觸發(fā)信息娛樂系統(tǒng)播放視覺和音頻警報(bào)通知。座椅安全帶拉緊，氣囊準(zhǔn)備就緒，車窗降低，警報(bào)信號燈也同時(shí)和瞬間地在分區(qū)/領(lǐng)域以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上開啟。

由于在電氣化、個(gè)性化、自動化和連接方面的新要求所帶來的功能不斷增長，不應(yīng)導(dǎo)致成本不斷攀升。新的E/E架構(gòu)通過在線束、開發(fā)和生產(chǎn)方面的節(jié)約以及其支持車輛軟件更新的功能來降低總擁有成本。此外，將軟件集中在車輛計(jì)算機(jī)上還通過降低E/E架構(gòu)的復(fù)雜性簡化了開發(fā)過程，尤其是由于針對快速軟件開發(fā)迭代和更新（OTA）而設(shè)計(jì)的面向軟件的架構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)車隊(duì)的可擴(kuò)展性，多功能的模塊化套件，適用于車輛集中、區(qū)域化的E/E架構(gòu)。因此，小型車輛將配備比大型車輛更少的區(qū)域ECU。

可能性：以太網(wǎng)將它們?nèi)窟B接起來

分區(qū)化的結(jié)果是所有數(shù)據(jù)都被轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)幀，并在骨干上提供給所有領(lǐng)域控制器?？梢詾椴煌奶摂M功能和虛擬機(jī)重用功能。也可以根據(jù)CPU負(fù)載或功率情況移動任務(wù)和完整的虛擬機(jī)（負(fù)載平衡，這對EV非常重要）。所有這些都可能在廣泛采用基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)和組件的情況下實(shí)現(xiàn)。OEMs應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)軟件定義汽車對于汽車制造商而言，可以采取一些重要的措施來應(yīng)對不斷增加的軟件復(fù)雜性。在流程方面，他們可以采用更加動態(tài)的軟件生命周期計(jì)劃，通過經(jīng)常發(fā)布與嚴(yán)格的、遙遠(yuǎn)的車輛平臺SOP日期分離的更新來實(shí)現(xiàn)（展示2）。實(shí)踐中，汽車制造商可以通過協(xié)調(diào)不同的待辦事項(xiàng)和路線圖、加強(qiáng)測試和軟件部署自動化、以及重組與供應(yīng)商的協(xié)議來實(shí)施這種方法。在架構(gòu)方面，制造商可以通過使用強(qiáng)大的中間件層將軟件與硬件分離，通過標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用程序編程接口（API）將硬件功能和服務(wù)提供給功能和服務(wù)。

通過引入一種新的電氣/電子架構(gòu)以實(shí)現(xiàn)以軟件為中心的足跟將需要汽車制造商業(yè)務(wù)的某些部分進(jìn)行重大變革。例如，采購是一個(gè)必須全面重組以加速硬件和軟件解耦的過程。采購還需要進(jìn)行重大變革，以實(shí)現(xiàn)對軟件全周期擁有成本的全面觀點(diǎn)。在越來越多地依賴數(shù)字用戶體驗(yàn)（UX）而不是馬力的汽車世界中，汽車制造商必須顯著提高其交付優(yōu)質(zhì)軟件的能力，并積極轉(zhuǎn)變其差異化的來源。同時(shí)，他們需要清晰地了解他們所追求的特定價(jià)值，無論是在價(jià)值鏈上還是跨越不同的功能領(lǐng)域。要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的結(jié)合，需要一個(gè)系統(tǒng)性的過程，能夠提供以下三個(gè)方面的價(jià)值：控制點(diǎn)：這些元素是捕獲價(jià)值的基本組成部分，應(yīng)作為確定重點(diǎn)和利用哪些獨(dú)特資源的起點(diǎn)。技術(shù)堆棧：汽車制造商必須確保在幾個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域，包括數(shù)字用戶界面、UX、中間件和車輛API等方面具有足夠的價(jià)值增值和能力，以確?？傮w價(jià)值的創(chuàng)造權(quán)。領(lǐng)域：一個(gè)公司的價(jià)值貢獻(xiàn)優(yōu)先級將取決于品牌定位、涉及的市場細(xì)分以及現(xiàn)有的制造能力。有幾種原型，例如專注于高端信息娛樂和連接體驗(yàn)，或成為高效率的大批量制造商。汽車制造商應(yīng)遵循一系列最佳軟件采購實(shí)踐，首先要評估哪些軟件和應(yīng)用程序在未來具有戰(zhàn)略重要性，它們的需求可能會如何發(fā)展，以及在每種情況下最適合的采購模型是什么。實(shí)際上，從短期來看，軟件和應(yīng)用程序是新采購戰(zhàn)略中最相關(guān)的領(lǐng)域。這兩個(gè)領(lǐng)域都必須開始將軟件的成本分配與硬件分開，并在軟件上采用完整的生命周期觀點(diǎn)。此外，汽車制造商應(yīng)該與供應(yīng)商建立新的合作模式，專注于戰(zhàn)略伙伴關(guān)系而不是多元化采購。汽車制造商還應(yīng)尋求將他們已經(jīng)掌握的生產(chǎn)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為整個(gè)產(chǎn)品生命周期的運(yùn)營優(yōu)勢。我們的研究表明，為了在2030年支持與今天同樣數(shù)量的開發(fā)項(xiàng)目，汽車制造商和一級供應(yīng)商必須將目前可用資源增加一倍以上。產(chǎn)業(yè)參與者有各種選項(xiàng)來彌補(bǔ)這一差距，包括增加自己的人員數(shù)、收購軟件公司、合作伙伴關(guān)系和建立合資企業(yè)。幾家汽車制造商已經(jīng)相互之間或與技術(shù)公司建立了合作伙伴關(guān)系，加速在關(guān)鍵領(lǐng)域，如自動駕駛的開發(fā)。其中一些值得注意的例子包括寶馬與百度的合作伙伴關(guān)系，福特與大眾的合作伙伴關(guān)系以及本田汽車與通用汽車的合作伙伴關(guān)系。擴(kuò)大和整合編程能力的需求反映了下一個(gè)十年內(nèi)汽車車輛平臺上的大多數(shù)組件的預(yù)期數(shù)字化程度增加。