汽車軟件開(kāi)發(fā)是很復(fù)雜的系統(tǒng)工程。
這種復(fù)雜經(jīng)常讓來(lái)自不同知識(shí)背景的我們,在觀點(diǎn)交鋒時(shí)出現(xiàn)雞同鴨講的滑稽。
解決復(fù)雜性和對(duì)齊討論基準(zhǔn)的一個(gè)方式是粗暴地具象化,比如,卡通畫人像,寥寥幾筆勾勒最關(guān)鍵的特征,很不全面,但足夠典型。
本文期望,通過(guò)7個(gè)典型特點(diǎn)的抽取,來(lái)勾勒出汽車軟件開(kāi)發(fā)模式的特殊性和變遷性。
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車載與非車載軟件的分類及差異
既然汽車軟件是非常復(fù)雜的,種類繁多自是預(yù)料之內(nèi),我們先來(lái)解決這個(gè)最基本的問(wèn)題。
1.1?帶物理盒子的車載軟件
最正宗的汽車軟件當(dāng)屬ECU里的軟件,也就是車載軟件。直觀來(lái)看,就是固定在車上,并通過(guò)線束與電氣系統(tǒng)或其他ECU連接起來(lái)的物理盒子。
ECU已經(jīng)在汽車行業(yè)存在了近60年,但直到現(xiàn)在,ECU仍然是談?wù)撈囓浖r(shí)的主要對(duì)象。
只不過(guò),隨著汽車電子電氣架構(gòu)的演變,ECU的功能越來(lái)越集中化,也即現(xiàn)在炒得熱火朝天的域控或中央計(jì)算。
無(wú)論如何,形式上來(lái)看,ECU或DCU都是嵌入在物理盒子里的車載軟件產(chǎn)品。
對(duì)于汽車軟件而言,這個(gè)特點(diǎn)就如同愛(ài)因斯坦的鼻子一樣突出。
1.2 車載軟件的內(nèi)涵
除了形式,再看功能內(nèi)涵。
首先,基于這兩年廣泛流傳的博世五域劃分,可以將車上的電子軟件功能進(jìn)行分區(qū),即動(dòng)力域(車輛運(yùn)動(dòng))、底盤域(安全)、車身域(車身電子)、座艙域(娛樂(lè)信息)和自動(dòng)駕駛域(駕駛輔助)。
這五域劃分可以給我們一個(gè)大框架的參考,但對(duì)于我們區(qū)分開(kāi)發(fā)模式來(lái)說(shuō),并不夠友好。
進(jìn)一步地,車載軟件可以劃分為四類:
第一類:與整車高度耦合或安全等級(jí)較高的模塊,如發(fā)動(dòng)機(jī)控制、電機(jī)控制、剎車控制、電子助力轉(zhuǎn)向控制、車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)ESP、混動(dòng)系統(tǒng)控制、安全氣囊控制、電池?zé)峁芾淼取?/p>
第二類:功能獨(dú)立且安全等級(jí)較低的車身控制模塊,如網(wǎng)關(guān)、照明控制、雨刮控制、車門車窗控制、無(wú)鑰匙啟動(dòng)、天窗控制、座椅記憶控制、后視鏡控制、功放控制等。
第三類:智能駕駛,ADAS、AD及附屬的雷達(dá)或攝像頭傳感器等。
第四類:智能座艙或說(shuō)車機(jī),主要是以各類大屏為承載的軟件。
1.3 非車載軟件
除了車載軟件,還有一部分是非車載類軟件,他們也廣泛地存在于汽車行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。
包括云平臺(tái)(如數(shù)據(jù)埋點(diǎn)后臺(tái)、電池狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控、OTA運(yùn)營(yíng)平臺(tái))、工具鏈軟件、生產(chǎn)用下線電檢軟件(EOL,End Of Line)以及手機(jī)車聯(lián)app和車機(jī)上的第三方app。
其中,云平臺(tái)與app和互聯(lián)網(wǎng)軟件比較接近,車載軟件和互聯(lián)網(wǎng)軟件則是完全不同類別的東西,談?wù)撝黧w的不一致經(jīng)常是兩個(gè)行業(yè)背景的人進(jìn)行雞同鴨講的原因之一。
當(dāng)然呢,現(xiàn)在這些非車載軟件還沒(méi)有形成穩(wěn)定及具規(guī)模的生態(tài),所以本文后面部分仍然主要基于車載軟件展開(kāi)。
但是,V2X總是趨勢(shì),值得我們不斷加強(qiáng)關(guān)注。
以上軟件種類的劃分會(huì)直接影響到后面6個(gè)特點(diǎn)的分布與側(cè)重,閱讀時(shí)可做關(guān)注。
2
從代碼到整車的5層集成
汽車軟件種類繁多、模塊眾多,而且需要裝在整車上跨模塊、跨域體現(xiàn)功能。
所以,只要電子電氣架構(gòu)的集中化沒(méi)有走到中央計(jì)算和云計(jì)算,只要供應(yīng)鏈各方的軟硬件自主權(quán)沒(méi)有被收歸一統(tǒng),多層集成就不可避免。
按照當(dāng)下的架構(gòu)發(fā)展階段,我們可以把汽車軟件的集成分為5個(gè)層次:
將軟件單元集成到一起
將軟件集成到硬件上
將硬件集成到機(jī)械殼體上
將ECU 集成到子系統(tǒng)中
將子系統(tǒng)集成到整車上
有關(guān)這部分內(nèi)容,詳見(jiàn)《汽車軟件集成的5個(gè)層次》。
3
聯(lián)調(diào)與整車級(jí)評(píng)價(jià)
汽車軟件開(kāi)發(fā)是個(gè)各模塊或功能域協(xié)作的過(guò)程。
一直以來(lái),大家習(xí)慣于在各自的電腦上、臺(tái)架上完成開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證,然后在集成點(diǎn)處進(jìn)行確認(rèn)。
“各人自掃門前雪”的協(xié)作慣例能讓分工清晰,也會(huì)讓幾乎不可避免的問(wèn)題延后暴露。
因此,部分與整車環(huán)境依賴關(guān)系比較緊密的模塊(第一類)會(huì)提前進(jìn)行聯(lián)調(diào)。
很典型的是安全氣囊控制器。
整車碰撞試驗(yàn)會(huì)花費(fèi)高額的成本,一旦試驗(yàn)失效,時(shí)間和金錢都是巨大浪費(fèi),前期的聯(lián)調(diào)非常必要。
比如,安裝方向、傳感器位置、線束連接、電阻范圍、DTC狀態(tài)、軟件版本及對(duì)手件響應(yīng)等的聯(lián)調(diào)確認(rèn)。
當(dāng)然呢,安全氣囊太成熟、太傳統(tǒng)、軟硬耦合程度太深了。
與其他模塊或整車耦合程度沒(méi)那么高的模塊(第二類),聯(lián)調(diào)必要性就會(huì)減弱。比如,簡(jiǎn)單的天窗控制模塊和方向盤加熱模塊,可能臺(tái)架上連接一個(gè)電機(jī)和加熱墊就綽綽有余。
智駕和座艙逐漸脫離了傳統(tǒng)汽車軟件開(kāi)發(fā)模式,而二者之間也有些不同。
智駕的開(kāi)發(fā)驗(yàn)證可以依賴一部分仿真模擬,但終歸需要整車的調(diào)試標(biāo)定,尤其需要運(yùn)動(dòng)控制部分的功能完善。
智艙集成了大量的人機(jī)交互內(nèi)容,無(wú)論是控制指令的發(fā)出,還是反饋信息的投屏,大屏正在變成人與車的I/O口,這讓座艙的開(kāi)發(fā)頗為困難,所謂聯(lián)調(diào)或者協(xié)同驗(yàn)證的意義和必要性也十分顯著。
總之,我們已經(jīng)看到了這樣的趨勢(shì),聯(lián)調(diào)正伴隨著架構(gòu)的集成化逐漸演變?yōu)閷?duì)整車整體的評(píng)價(jià)。
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開(kāi)發(fā)驗(yàn)證受制于實(shí)車環(huán)境
仿真也是個(gè)非常古老的東西,但它的發(fā)展看起來(lái)始終有些緩慢,汽車開(kāi)發(fā)的各層級(jí)開(kāi)發(fā)驗(yàn)證,都難以離開(kāi)真實(shí)的物理環(huán)境,也就是車。
車很貴,工程車尤其貴,退而求其次,大家用模擬信號(hào)與負(fù)載、用簡(jiǎn)易臺(tái)架加ECU、用白車身、用拼湊的實(shí)車......
而求其次自然會(huì)求來(lái)軟件版本不對(duì)齊、驗(yàn)證負(fù)載不充分、暴露問(wèn)題不及時(shí)等等各類次的問(wèn)題。
受制于樣件和實(shí)車的環(huán)境是汽車開(kāi)發(fā)的特點(diǎn),特別地,在架構(gòu)融合的過(guò)渡階段,更耦合的功能、更多的交互,會(huì)讓現(xiàn)在這種單一仿真環(huán)境凸顯出更大的問(wèn)題。
5
要考慮生產(chǎn)
一切的軟件都需要進(jìn)入整車,從整車層面解決客戶需求,而進(jìn)入的第一步和主要步驟還是通過(guò)生產(chǎn)裝配,特別是對(duì)于第一類軟件。
所以呢,我們做汽車軟件要關(guān)注制造、關(guān)注生產(chǎn)。
原因有二:
OTA技術(shù)、流程和監(jiān)管還不足夠成熟,我們還不能自由OTA。
現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)方式仍然足夠安全可靠。
6
ASPICE
ASPICE也曾被人捧上神壇,最近一兩年,大約是因?yàn)槿袠I(yè)灰頭土臉,精致昂貴的ASPICE逐漸被人報(bào)以微笑。
反復(fù)思考、反復(fù)調(diào)研,我認(rèn)為ASPICE還會(huì)一定程度地回歸,會(huì)隨著行業(yè)生態(tài)的恢復(fù)和產(chǎn)品方案的成熟逐漸體現(xiàn)出其必要的規(guī)范性意義。
但是還有一點(diǎn)要說(shuō)明,ASPICE的分層意義可能會(huì)隨著架構(gòu)集中的進(jìn)一步發(fā)展而減弱,比如,軟硬解耦后,軟件開(kāi)發(fā)中一直關(guān)注的系統(tǒng)(軟+硬+...)就沒(méi)太大存在必要了。
7
功能安全
功能安全正在像ASPICE一樣,面臨一個(gè)相對(duì)尷尬的境地。
原本呢,這部分算是傳統(tǒng)汽車暨三大件被繞過(guò)后還剩余的技術(shù)門檻,但是,新勢(shì)力進(jìn)來(lái)后,先是一波高薪,兩三年就培養(yǎng)出一大批功能安全工程師,人才多少是有點(diǎn)飽和了。
年初,特斯拉又掀起一波價(jià)格戰(zhàn),多米諾骨牌,各大車企還陸續(xù)開(kāi)啟裁員。一陣寒意后,功能安全?飯都吃不飽了,自己都不安全了,還管功能安全不安全。
很顯然,特別是對(duì)于第一類(與整車高度耦合或安全等級(jí)較高的模塊)和第三類(智能駕駛)軟件,功能安全非常重要,只是這個(gè)魔幻的階段暫時(shí)讓它無(wú)所適從。
8
全文小結(jié)
汽車軟件是有些行業(yè)與產(chǎn)品特殊性的,本文總結(jié)了7個(gè)相互有關(guān)聯(lián)的特點(diǎn):
討論總是需要在同一概念基礎(chǔ)上的,所以首先區(qū)分了汽車軟件的分類,最典型的當(dāng)屬車載軟件,我們按照開(kāi)發(fā)模式的差異性分成了4類,而行業(yè)的方向正在向非車載軟件延展。
對(duì)于分布式架構(gòu)和協(xié)同供應(yīng)鏈下的車載軟件,多層集成是其非常直接的特點(diǎn),大體來(lái)看,從代碼到整車可分為5層。
每個(gè)集成點(diǎn)都是一個(gè)接口,接口之間是需要聯(lián)調(diào)的,尤其對(duì)于跨模塊、多接口的復(fù)雜系統(tǒng)。而隨著架構(gòu)的集中化,這種趨向整車級(jí)的評(píng)價(jià)會(huì)是越來(lái)越突出的趨勢(shì)。
在仿真足夠真實(shí)之前,出于成本的考慮,開(kāi)發(fā)始終會(huì)受制于實(shí)車環(huán)境。
同樣地,在OTA足夠可靠之前,汽車軟件不得不考慮其對(duì)生產(chǎn)的影響和生產(chǎn)對(duì)其的影響。
ASPICE和功能安全是不同性質(zhì)的要求,但都是期望將行業(yè)的躁動(dòng)按住一點(diǎn),將開(kāi)發(fā)的混亂規(guī)范一點(diǎn),將安全的地位拔高一點(diǎn),但是現(xiàn)在的環(huán)境暫時(shí)讓二者難以生存。
9
寫在最后
汽車軟件的特點(diǎn)與兩個(gè)老生常談的概念密切相關(guān):軟件架構(gòu)的軟硬耦合和整車電子電氣架構(gòu)的分布式。
而伴隨著軟硬解耦和架構(gòu)集中化,汽車軟件的特異性會(huì)逐漸地演變,乃至消亡。
編輯:黃飛
?
評(píng)論
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