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华为崔爱国:聚焦基础要素,使能软件定义汽车

盖世直播 2021-05-06 13:12:29
核心提示:未来车软件架构会从当前烟囱式架构走向水平分层架构。

由盖世汽车、AUTOSAR组织、上海车展三方联合主办的SDVF2021第二届软件定义汽车高峰论坛暨AUTOSAR2021中国日于4月19-21日在上海举办,本次活动也是2021上海车展的同期活动之一,同时也是AUTOSAR组织在中国区唯一官方会议。本次会议邀请到了华为技术有限公司智能汽车解决方案BU首席软件架构师2012实验室-哥德尔实验室主任 崔爱国先生在本次论坛进行了题为聚焦基础要素,使能软件定义汽车的主题演讲,以下是他在本次演讲的主要内容:

自动驾驶,华为

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现在业界都在讲汽车产业面临百年变革,从传统车向智能车演进,这里面我们理解最核心的变化是什么呢?最核心的是整个用户体验将来会被重新定义,车也变成了持续可以创造价值的平台,逐步会变成我们的第三空间。未来车可以自动驾驶或者未来高阶自动驾驶的时候可以释放我们的双手,这个时候我们在封闭空间里面可以有更好的体验,比如说智能座舱带来的高品质的音乐享受,甚至等车或停车的时候,可以玩一些游戏,这些体验都会带来很大的变化,这和现在的车带来的体验是不一样的。

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另外对于车厂或者行业来说,未来的车也从价值变现的终点变成起点,原来车卖出去基本上OEM没多少直接关系,未来可能就会通过不断地OTA带来新的功能、服务、带来新的体验变化,进而不断带来新的价值或收入。

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在这个过程里面,无论是体验的提升,还是车在生命周期内功能的变化,软件在整个车的生命周期过程中会越来越重要,软件贯穿整个产品定义,产品开发,产品验证,销售,服务的全过程,我们对于软件定义汽车理解是:我们认为软件会深度参与汽车从定义、开发、验证、销售、服务等全生命周期过程,实现软件不断迭代,体验持续提升,价值持续创造。

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但是这个转变不是一蹴而就的,而且从目前现状分析来看,还是有很大的挑战和困难。主要表现在,第一现有架构是CAN总线为基础,难以满足未来智能化、数字化等演进诉求,这些还涉及文化、生态、技术等都有差异化的地方,原来汽车开发的时候,车厂把车设计好以后,按需分成多个零部件由供应商设计开发和交付。这些零部件相互之间都是独立的,什么周期内也基本不需要升级,所以大多数采用一体化嵌入式系统架构。可以说这是以硬件为中心的电子电气架构,这种架构面向未来演进会比较复杂。因为这么多供应商,一个高端车100多个电子电气部件,这么多供应商怎么统一协调是一个很大挑战。另外这里些零部件内部的软件基本上是不升级的。现在生命周期内软件要不断迭代升级,这也带来了很大的挑战。还有现有的开发流程也是比较长的,一般一辆车从概念阶段到第一辆上市需要3-5年,上市后客户使用至少5-10年,这么长生命周期内软件的迭代、开发维护都有很大的挑战。

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还有智能化带来的挑战,智能化的核心技术是AI技术,比如自动驾驶强依赖AI技术,智能化依赖于数据、算力、算法,数据是需要不断地采集,标注,清洗,训练,生成新的模型,这些新模型,新算法等软件还需要不断的迭代并OTA升级到车上,这是一个不断反复的过程。这里面需要大量数据采集技术,大带宽低时延通信技术,数据采挖掘和自动化标注等技术,另外还有快速安全更新,因为智能网联车不仅涉及到人身安全,还涉及公共安全,这个软件不像手机里面的软件,软件升级出了问题最多黑屏不能使用了。而车就不一样了,会影响人身和公共安全,从传统车向智能车演进,对软件架构、系统工程都提出了很大的挑战。

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另外智能化演进,还有高算力芯片的挑战,原来车里面ECU用的是8位、16位的MCU,现在主流32位的MCU,同时MCU也从单核走向多核。最近华为和友商芯片的算力都是几百T,甚至1000T的算力,这些芯片都是高算力的异构芯片,一个芯片内有CPU的核、加速器、AI核、ISP等,这些芯片上的软件靠传统MCU时代的嵌入式软件是支撑不了的,而这些非常复杂的系统需要高性能、高实时、高安全、高确定性的异构OS方案。

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前面提到车的生命周期内软件会越来越重要,整个车生命周期过程中,软件还需要不断地迭代,比如说今天开发一个新功能,需要跟原来功能有交互。比如原来有一个功能在高配车上,一个新功能需要自动联动座椅振动,原来座椅没有跟触发部件连接,那你可能需要联系供应商去开发。未来就不需要这样了,架构上会从现在软硬件一体的烟囱式的架构逐步转向开放更标准化整车统一的软件架构,所以我们理解不同部件需要标准化的架构和接口总体上未来智能车需要统一资源抽象能力,统一的安全服务能力,统一的通信与数据管理能力,统一的服务治理能力。

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我们认为未来车软件架构会从当前烟囱式架构走向水平分层架构原来一个个功能是独立的部件未来会走向中央计算的架构,整体上需要做到模块化,可重用,开放性,可扩展,快速TTM。

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对于未来规模化和个性化的挑战,我们认为智能车软件会逐步走向平台+生态模式,原来的开发模式都是塔状,有Tier-X供应商给OEM提供部件和服务,由主机厂去总成和验证。未来OEM除了跟传统部件合作之外,有些车企会考虑自建平台,比如说大众等企业宣称做自己的操作系统。这个平台车厂自建或和供应商厂商合建,除了平台车厂还需要和算法供应商,生态伙伴,投资伙伴等合作。所以我们认为未来合作模式是以车厂为中心的平台+生态的合作模式,逐步走向平台+开放带来更多的开放和创新。

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刚才讲了这么多挑战,因为我们也是AUTOSAR会员,我们看到AUTOSAR社区针对未来智能车软件定义数字汽车演进也在积极做一些应对。AUTOSAR的一些理念我们是认可的,比如说模块化,可重用的思路。怎么解决开放效率和成本的问题,AUTOSAR提供的很多开发流程和方法论的指导,还有参考设计。还有就是开放标准化相关的工作,因为像高端车里面有上百个传感器和计算控制单元,这些不可能全部一个厂家开发,多个厂家部件间需要互联互通,这就涉及到标准化问题。另外就是高性能芯片,AUTOSAR提供了Foundation平台。

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从传统的MCU芯片上的实时性要求很高,自动驾驶或者智能化算力芯片上的性能要求高,实时性要求相对低一点。AUTOSAR社区的方案从Classic AUTOSAR到Adaptive AUTOSAR,还有AP和CP间的互通,比如说座舱需要跟跑AP的SOC计算单元互联互通,这里面就涉及到AUTOSAR和CP,AP及娱乐系统间打通的问题。

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我们整体理解AUTOSAR社区是协助产业链积极向智能软件定义汽车方向演进的。对于主机厂来说如果采用AUTOSAR标准规范,会更容易协同供应商的部件对接,也简化整车软件和系统集成,还可以一定程度上降低软件生命周期内的开发和运营成本。对于部件供应商系统供应商来说,当然我们定位主要也是作为供应商,会更容易跟其他友商进行对接,有些软件模块是可以更好的重用。对于软件和工具商可以遵循或者提供标准化工具,更好的实现多厂家间数据和配置对接。还有智能车涉及到监管和准入,如果采用标准化方式更容易进行准入相关的验证和测评。我们理解AUTOSAR计划目标主要是建立分层的体系架构,为应用程序的开发提供方法论,制定各种应用的接口规范。整体来说AUTOSAR推动实现汽车软件标准化、组建化、模型化,这些理念都值得我们尝试去学习的。

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华为也是积极参与AUTOSAR社区,我们是中国公司在AUTOSAR社区里面目前相对来说贡献比较大的公司,当然也欢迎中国公司更多参与这样的组织,发出我们中国的声音。

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我们在AUTOSAR社区里积极贡献,我们承担了四个工作组和子组发言人工作,另外我们更多关注中国差异化需求,比如说中国用户组和区域特性推广C-V2X,一些牵头课题已经完成,还有一些牵头课题正在进行中。

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下面介绍一下华为针对智能软件定义数字汽车的一些应对和思考,我们重点聚焦在智能数字汽车的基础要素,助力车企实现软件定义汽车。左边是我们对架构的理解,最底下是底盘和车轮,上面高压系统,再上面是CCA架构。我们认为车走向智能汽车之后,内外部通信的带宽和时延要求都非常高,我们的计算通信架构,通过区域接入+中央计算方式把整车的传感器、执行器全部互联互通起来,再上面就是基础软件,包括座舱上的鸿蒙操作系统,自动驾驶操作系统AOS方案,还有智能车控操作系统VOS方案,同时考虑到智能网联车需要全生命周期软件管理,安全和服务治理,我们还有一个整车软件框架的思考,并提供对应的开发平台。我们聚焦这中间两部分,包括操作系统,包括整车软件框架,AOS&HOS&VOS和开发工具集。计算平台包括智能车控,智能驾驶,智能座舱。通信基础提供车内以太网通信、V2X通信基础能力。针对智能化需要的数据驱动,AI应用开发,包括生命周期内软件怎么开发维护迭代,我们也提供了一些高效方法论和技术。

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自动驾驶操作系统AOS。我们提供车规级的安全隔离引擎、车规级的内核,这里面强调一下确定性是车里面非常关键的特性,比如说一定在10微秒内响应,那从系统到硬件到基础软件都必须提供相应的保障,我们专门设计了确定性的运行时和框架,再上面就是通信和平台服务,我们也提供传感器及执行器抽象,还提供AI框架,总体上我们AOS是为满足智能驾驶软件开发对生态、车规、性能等核心要求来打造和设计的。

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智能车控操作系统VOS我们的VOS在实时性、小型化和安全上做了很多设计和考虑,同时满足MCU多核演进,支持以太网,支持OTA和安全做了设计和考虑,我们是兼容目前版本支持最新4.4标准规范,另外也满足功能ASIL-D认证,我们还提供云端的仿真和模型化开发能力。

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最后就是怎么样把几个操作系统打通,也就是整车级软件框架。第一部分我们要有一个面向SOA的软件框架,上面还有功能安全和信息安全非常重要,所以我们在功能安全,信息安全提供基础框架和服务,和主机厂一起设计及开发整车软件和资源开放API能力,开发工具提供IO自动配置,软件自动化能力,总体目标是和行业一起打造面向智能车时代软件特性快速迭代开发和验证、部署的基础能力。

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最后我们希望通过我们的努力,和行业一起共创、共享、共赢汽车数字化未来,谢谢大家。

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华为在本次会议中的精彩瞬间:

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本文地址:https://auto.gasgoo.com/news/202105/6I70253151C601.shtml

文章标签: 自动驾驶 华为
 
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