未来自动驾驶：更智能的软件定义车辆，可以像手机一样随时更新

五年前，汽车行业分析师对汽车2.0时代的到来纷纷表示欢迎，这也是硬件驱动汽车迈向更加分布式的数字化模式的第一步。而今天，我们正处于车辆4.0时代的风口浪尖，完全软件定义的车辆将为汽车制造商和OEM等提供更多机会。

图片来源：西门子

西部数据（Western Digital）汽车和新兴市场营销总监Russ Ruben表示：“这类似于从翻盖手机向智能手机的转变。我们正在从原本车辆转变为用于独立OTA更新应用程序的硬件平台。因此即使是今天购买的汽车，也可以凭借不断更新的软件和固件在近十年内保持其价值。”

虽然距离完全自动驾驶汽车可能还需要十年的时间，但汽车4.0将以创新的架构变化、车辆之间的动态数据处理、边缘和云、持续软件和固件更新的能力，以及模块化硬件来改变汽车行业。未来，汽车行业还将经历更多变革。

从硬件到软件

过去，车辆中的软件和硬件紧密结合，其功能是与底层硬件一起开发和实现的，而软件本质上是一个单一的系统，且各组件之间存在依赖关系，使得更新单个软件功能变得非常困难。这意味着每个系统的硬件驱动和系统服务都是唯一的，从而导致硬件复杂性和碎片化、多次维护和昂贵的升级。

软件定义汽车是一种革新。硬件和软件没有真正耦合；应用程序与硬件服务交互或通过与硬件无关的接口（例如API和中间件）向其他应用程序发送消息。这意味着OEM可以开发独立的应用程序来解决特定的功能或服务，并且使更新或添加软件变得更加容易，因为这些应用程序是独立的。

例如，高级驾驶辅助系统（ADAS）需要主要以传感器形式存在的重要硬件。但传感数据的处理和作用方式需要不断改进，这可以通过定期软件和算法更新来完成，从而使车辆在其使用寿命内更加安全，而无需更改硬件。

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通过抽象层提供将特定于硬件的功能和数据映射到与其他功能和数据（硬件无关的）的服务，可以减少甚至消除软件不兼容带来的硬件碎片。这意味着未来将看到物理重组，因为硬件和软件被分配到整个汽车的区域或特定域，排列在中央计算机周围。

每个区域都充当分配数据和电力的网关。每个区域控制器的物理位置决定了处理的输入/输出（I/O）（例如前端区域可以处理前置传感器），从而释放域控制器中的软件，使其专注于更高级别的计算功能。以太网标准将成为系统的电子/电气主干，并将随着车内网络所需带宽的增长而扩展，同时降低连接成本和布线重量。

第三方将能够创建在信息娱乐系统上运行的新型创新娱乐应用程序，而OEM将能够通过无线（OTA）不断升级安全性、连接性和效率应用程序，例如高清3D地图和ADAS更新，以及实现车辆到一切通信（V2X），所有这些都需要车载数据存储。

了解对数据存储的影响

未来十年，随着不断向汽车4.0时代迈进，并最终实现完全自动驾驶，汽车本质上将成为滚动数据服务器。随着OEM增加连接性和高级驾驶辅助系统，以及人工智能变得无处不在，汽车功能将需要越来越多的计算，预计可能需要高达11TB的存储空间。

为了充分实现软件定义车辆，这些系统都需要在车上实时运行且独立于云，并具有更高的性能和更高的存储容量，以允许数据快速移动。

因此将需要一个全新的存储架构。不是为每个系统提供独立存储，多个应用程序是访问一个中央存储设备，而该设备需要具有高性能、更高的容量和SR-IOV等功能，以便跨多个处理器共享数据存储、减少延迟和加密。随着车辆越来越接近自动驾驶，高质量和高可靠性将变得更加关键。

Ruben表示：“未来10年，车辆架构将不断进步，从而推动存储设备接口发生变化。无人驾驶汽车可能还需要十年的时间，但存储需要跟上汽车4.0时代发展所需的产品、性能和容量点的步伐。”

为未来开发存储

软件定义车辆对当前正在开发新系统的汽车制造商和一级供应商构成了挑战，其中问题之一就是未来十年数据存储需求将如何变化。随着更多软件和更多功能的添加，未来存储需要会变多大，以及工作负载会如何？都是未知数。无论是写入密集型应用程序还是读取密集型应用程序，数据存储设备的寿命取决于它的使用方式。

确定未来的工作负载和容量需求具有挑战性，尤其是现在，整个汽车行业的创新仍在蓬勃发展。可维护性的模块化架构与运行状况监视器相结合意味着需要添加数据存储子卡。如果存储卡开始磨损或容量不足，车主可以在汽车商店简单更换，问如果容量不够时，车主也可以升级到更高容量的设备。

为了做到这一点，硬件和软件开发人员必须相互沟通，即硬件必须根据软件的功能进行设计。当然，在架构师的心目中，数据存储通常首先考虑芯片组，但数据存储也非常重要。

Ruben表示：“我们的信息始终是确保用户了解自己的工作负载。工作负载非常重要，将影响车辆系统架构、容量点，如何改变的相应策略。西部数据正在与芯片组供应商保持同步发展，并确保支持现在和未来的车辆所需协议和接口。”