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    自研软件又「栽跟头」,如何拯救汽车“软”肋?

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    高工智能汽车2023-12-28

    继大众集团折戟软件全栈自研之后,沃尔沃也面临软件之痛。

    作为大众汽车软件研发的中枢,CARIAD一度被寄予厚望,但由于其软件研发缓慢、项目超预算、未达到预期效果等,直接导致了其纯电版Macan还有奥迪Q6 e-tron的生产延期,ID系列纯电动车也被爆陆续零星出现车机故障、大小屏幕双黑等问题。

    今年7月,沃尔沃汽车也宣布,因为软件集成问题,旗下首款基于SPA2平台开发的旗舰纯电动SUV EX90将推迟到2024年年中交付。

    可见,部分主张全栈自研的车企,虽较早认识到软件能力对智能汽车的重要性,但由于自研软件进展远低于预期,不仅拖慢了其新车交付时间,甚至草草交付后严重影响车辆的驾驶安全和体验,也因此失去了先发优势。

    诚然,软件定义汽车是汽车发展趋势,各方都在努力寻求这方面的技术突破。但对于汽车来说,不管是传统的汽车企业还是造车新势力,都难以忽视百年汽车产业所必须具备的基本能力,例如主动/被动安全技术、耐久性、舒适性、可靠性等性能指标。

    而这些基本能力的建立,需要时间的积累,并非一朝一夕就能实现。事实上,大多数主机厂对汽车软件的知识储备不足,缺乏软件思维,其软件部分特别是基础软件平台(包括底层OS、中间件以及相关模块化软件),仍然是最大的短板。

    一方面,汽车电子电气架构从单域到跨域融合,涉及大量的软件功能服务能力自建及与安全通讯模块的整合难题,加上底层实时操作系统、AUTOSAR以及其它关键软件模块的复杂度不断提升,运行在整车不同硬件平台上的各种软件系统协同难度大增。

    另一方面,基于第三方软件供应商提供标准化、安全可靠的基础软件平台,车企可快速实现上层应用开发,并支持整车生命周期内的功能更新。这样的分工模式,不仅能保证车企通过软件实现品牌差异化,相比自研也具备更高性价比和更小交付风险。

    这也意味着在市场需求的带动下,中间件等基础软件市场,已经成为汽车软件供应商们的必争之地。

    比如,易特驰作为AUTOSAR中间件的国际领导者,其AUTOSAR中间件能够提供各种服务,如消息传递、事务处理、安全性、数据转换等,以满足不同应用程序的实时性和功能安全ASL-D的需求,支持AUTOSAR的最新版本,包括CP 4.4.0和AP R21-11。

    此外,包括TTTech、EB、Vector等传统ECU基础软件平台供应商,以及东软睿驰、映驰科技、普华基础软件、诚迈科技等国内汽车软件供应商,也在加码争夺中间件市场份额。

    中间件市场升温

    诚然,整车电子电气架构进一步集中,中间件的功能将愈加丰富,其竞争焦点也将从中间件这个细分模块,逐渐拓展至操作系统、配套工具等全栈基础软件方案,市场洗牌期也同步开启。

    毕竟智能驾驶、智能座舱渗透率的不断上升,尤其是域集中架构的加速落地,带动基础通信交互需求增加。且随着单域向跨域融合方向,甚至是车云一体化多域中央计算平台演进,也需要配套基础软件支撑整车各域之间的信息融合、算力分配。

    产品功能分析,中间件主要负责各类应用软件模块之间的通信,以及对底层系统资源的调度,在解耦上层算法/功能逻辑与底层硬件的同时,屏蔽了底层复杂的硬件状况,使得开发者专注于顶层应用的开发,提升开发效率。

    这也意味着,汽车软件架构加速向SOA架构升级,软硬件分层解耦成为了实现“软件定义汽车”的关键。包括中间件等模块化,以及全栈汽车开发软件解决方案的需求已经显著上升。

    具体而言,中间件的共性要求包括灵活、开放、标准化一是中间件适配性要好,与不同的芯片、传感器、网络、操作系统等打交道时,要求运行流畅;二是基于市场上的标准化汽车软件框架,中间件必须能够提供一套标准化的接口和框架,这也是基础软件平台的核心能力和共性要求。

    除此之外,中间件还需要对各类计算资源、网络资源进行权限管理,确保整个系统的安全性和稳定性。以及,中间件等基础软件还要简单易用,可支持各类功能模块的集成、扩展和优化。

    从市场竞争格局分析,OEM、传统Tier 1、平台供应商、汽车电子厂商以及第三方软件供应商均在中间件领域有所布局。除了特斯拉等部分玩家,大部分车企都使用了AUTOSAR中间件。

    在易特驰看来,目前AUTOSAR依然是业内最成熟、稳定、可靠的汽车软件开发框架,其中Classic AUTOSAR导入了一种自动化的工具链,实现了对不同控制器、允许不同的建模软件进行代码的生成、测试、部署。

    而基于“软件定义汽车”的不断深化,智能驾驶、智能座舱的开发需求层出不穷,需要调用不同域、不同零部件软硬件共同实现的功能开发,AUTOSAR适时推出了Adaptive版本,应对软件动态可变、灵活更新的需求,以及车内复杂软件的开发测试。

    机遇与挑战并存

    迈向软件定义转型升级的关键时期,中间件市场的重要窗口期已经显现,第三方基础软件供应商各自的差异化竞争优势也在显现。

    一方面,车用基础软件分为车控基础软件车载基础软件,车控基础软件方面的特点体现为高安全、低算力、与车辆行驶强相关。

    在汽车电子电气化时代,AUTOSAR CP的标准化在车控基础软件上取得了巨大成效,从OEM到Tier1、工具厂商都遵循这一标准开发产品,大大提升了研发效率及上下游协同效率。

    诚然,针对底盘控制、车身电子部件、传动系统、安全系统等领域的ECU软件开发,即在安全要求等级较高的AUTOSAR CP基础软件方面,诸如易特驰等脱胎于国际Tier 1的软件供应商,具备更强的竞争优势。

    以易特驰的RTA-CAR(CP AUTOSAR)基础软件方案为例,为了满足域控制器开发的需求,ETAS推出了RTA-CAR 12.0版本。完整保留博世CUBAS协议栈之外,其CP Flex 技术可帮助域控制器开发商快速高效集成不同团队或者不同供应商的软件簇,减少版本编译和错误定位时间,增加版本迭代效率;且拥有业内占用体积最小、最安全、任务切换效率最高的RTA-OS,全面支持Multi-cores和Many cores。

    借助Hypervisor虚拟化技术,RTA-CAR实现了基础软件和硬件解耦,能够在单个域控制器集成来自多个供应商的多个现有Classic AUTOSAR ECU软件系统;支持基础软件协议栈和应用软件运行满足最严苛的各个应用场景下零故障率要求。

    不过,车载基础软件的特性则有所不同。尽管业内的AGL、GENIVI等组织也曾为推进车载软件的标准化做出努力,但由于车载软件多样化的技术路线并存,长期以来并未形成统一标准。且AUTOSAR AP的标准规范仍在持续更新,细分市场格局未定。

    比如,新的E/E架构,软件复杂度呈指数级增加,基于AUTOSAR AP架构设计满足HPC平台需求的系统架构,成为了AUTOSAR AP项目的一大挑战,增加了系统集成的难度及风险。

    而基于AUTOSAR AP HPC架构的大同小异,为了保证系统架构设计的先进性及生态的差异性,以形成与其它竞争对手的软件架构差异化,增加了系统架构设计的复杂度。

    此外,由于市场对汽车科技感的需求愈加迫切,除了要在项目周期紧凑的情况下保证有竞争力的HPC解决方案,还需要保证解决方案可以灵活快速落地

    加上目前市场中缺少在AUTOSAR AP领域的专业技术人才,这也是OEM和Tier 1们在开展基于AUTOSAR AP 架构的HPC项目时所面临的另一项挑战及风险。

    打赢头部卡位战

    这也意味着,AUTOSAR AP标准仍在更新,于基础软件供应商而言,现阶段能做的就是适应不同的汽车E/E架构,提供灵活的软件配置和集成方案,满足不同的应用场景和性能需求。以及打造支持AUTOSAR CP+AP一体化的产品,实现安全域和高性能计算域的协同工作,兼容不同的通信协议和总线技术。

    例如,易特驰的Adaptive AUTOSAR RTA-VRTE工具链,基于ISO26262和IT信息安全准则开发,能够支持Adaptive平台的面向服务架构、X86/ARM架构、Linux和QNX等多种操作系统,能够支持通过云端进行软件更新,以及支持AUTOSAR AP的最新版本。

    易特驰高级软件开发工程师刘向介绍,RTA-VRTE工具链是一款基于Eclipse的AUTOSAR开发平台,具有以下特点:

    一是支持多种操作系统和硬件平台,可以与各种第三方工具无缝集成,满足不同客户的需求。

    二是提供了清晰的用户界面,以及丰富的自动化脚本文档,教学视频和demo案例,帮助客户快速掌握工具链的使用方法。

    三是在多个客户的项目中得到了成功的应用,展示了易特驰在AUTOSAR领域的专业能力和丰富经验。

    四是可以帮助客户高效地完成AUTOSAR开发,让客户专注于自身的核心业务。

    而结合近年来汽车产业链的巨大变革和重构动向来看,开放融合是行业大趋势,以AUTOSAR为代表的满足高实时性、高功能安全的开发工具和开发环境,将与新的开发软件、工具链长期共存并出现相互融合的发展态势。

    但由于整个汽车供应链的玩家都在竭力延伸各自触角,软件供应商迎来新发展机遇的同时,也面临更多挑战。随着基础软件赛道的头部效应进一步凸显,更加残酷的市场竞争也将上演。

    瞄准软件定义汽车,易特驰已经全面发力。自2022年博世将研发销售汽车通用的基础软件、中间件和云服务以及研发工具纳入易特驰旗下,易特驰吸收整合了博世在通用基础软件领域的数十年经验。

    基于博世在汽车零部件领域的深耕细作,不同事业部所积累的汽车应用软件具体经验,易特驰的业务定位是专精于跨域或全域、与汽车应用软件相独立的中间件和工具链,对外提供适用所有应用域的基础软件、中间件、工具链的开发,包括AUTOSAR(汽车开放系统架构)、车云一体化、控制器虚拟化验证等。

    其中AUTOSAR基础软件除了支持AUTOSAR的最新版本,包括CP 4.4.0和AP 21-11之外,易特驰还拥有强大的芯片合作伙伴圈,例如NXP、瑞萨、意法半导体、英飞凌、地平线、芯驰科技等,能够支持多种主流的处理器和微控制器。

    未来汽车软件生态圈可能会以某些整车企业为核心节点,汽车软件领域‘千帆竞发’的局面将在一定程度上整合与重构;站在基础软件、中间件、工具链供应商的角度,为整车企业、一级供应商及其他开发者提供更适应未来汽车形态、快捷、高效同时支持差异化的解决方案,是易特驰的目标与使命。易特驰首席技术官郑心航表示。

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