利用R-CAR開(kāi)放式接入平臺(tái)（RoX）加速“軟件定義汽車(chē)”

“軟件定義汽車(chē)（SDV）”一詞在過(guò)去幾年中被頻繁提及。事實(shí)上，近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，軟件就一直在改善駕乘體驗(yàn)和安全性方面發(fā)揮著巨大作用。自20世紀(jì)70年代引入軟件管理的電子控制系統(tǒng)以來(lái)，每1億英里行駛里程死亡率已下降了70%，從1970年的4.5人降至2021年的不到1.33人。同樣，在這一段時(shí)間內(nèi)，由軟件驅(qū)動(dòng)的精確控制和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)也將化石燃料排放量減少了70%。

然而，到目前為止，業(yè)界尚缺少一種真正以軟件為中心的SDV開(kāi)發(fā)模式，這種開(kāi)發(fā)模式需要將云原生開(kāi)發(fā)與可定制的仿真環(huán)境相結(jié)合，從而支持硬件和軟件并行開(kāi)發(fā)。

鑒于此，瑞薩電子全新的R-Car開(kāi)放式接入平臺(tái)（RoX）應(yīng)運(yùn)而生。RoX專(zhuān)為R-Car產(chǎn)品家族設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化硬件和軟件的集成，并加快汽車(chē)工程師的開(kāi)發(fā)速度。R-Car產(chǎn)品家族是唯一能夠滿足從區(qū)域電子控制單元（ECU）到高階中央計(jì)算等各種處理需求的硬件架構(gòu)，旨在快速開(kāi)發(fā)下一代SDV，并能夠?yàn)閺娜腴T(mén)級(jí)到豪華級(jí)全系列車(chē)型提供安全、持續(xù)的軟件更新。

01 為何要發(fā)展SDV?

SDV平臺(tái)標(biāo)志著汽車(chē)技術(shù)進(jìn)入下一個(gè)前沿領(lǐng)域，其將傳統(tǒng)車(chē)輛轉(zhuǎn)變?yōu)榫邆渥赃m應(yīng)、個(gè)性化和互聯(lián)互通能力的系統(tǒng)。與主要依賴(lài)硬件驅(qū)動(dòng)且功能變更需物理改造的傳統(tǒng)車(chē)輛不同，SDV主要利用軟件來(lái)控制、管理和更新車(chē)輛的操作。這一范式轉(zhuǎn)變?yōu)檐?chē)輛設(shè)計(jì)、維護(hù)以及整體駕駛體驗(yàn)帶來(lái)了前所未有的靈活性、可擴(kuò)展性和效率。

SDV的核心在于能夠?qū)⒂布c軟件分離，允許進(jìn)行無(wú)線（OTA）更新。這種更新在概念上與計(jì)算機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中的更新類(lèi)似，但增加了安全性、可靠性和穩(wěn)健性的復(fù)雜層級(jí)。這意味著汽車(chē)制造商可以遠(yuǎn)程推送更新以修復(fù)漏洞、增強(qiáng)功能，甚至引入新功能，而無(wú)需車(chē)主前往經(jīng)銷(xiāo)店。對(duì)于消費(fèi)者而言，這意味著他們將擁有一個(gè)更加靈敏且不斷優(yōu)化的用車(chē)體驗(yàn)。

SDV最顯著的優(yōu)勢(shì)之一是提升了自動(dòng)駕駛的安全性。通過(guò)集成人工智能（AI）和機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）領(lǐng)域的最新成果，軟件更新能夠持續(xù)提升車(chē)輛環(huán)境感測(cè)和應(yīng)對(duì)能力。在汽車(chē)行業(yè)加速向全自動(dòng)駕駛時(shí)代邁進(jìn)的背景下，這種適應(yīng)性至關(guān)重要，它不僅需要車(chē)輛系統(tǒng)能夠持續(xù)自我優(yōu)化，以應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的道路環(huán)境，還需實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息處理，確保駕駛決策的準(zhǔn)確性和安全性。

此外，SDV還促進(jìn)了車(chē)輛管理和診斷的優(yōu)化。先進(jìn)的遙測(cè)技術(shù)可以實(shí)時(shí)提供車(chē)輛性能數(shù)據(jù)，并在關(guān)鍵問(wèn)題出現(xiàn)之前預(yù)測(cè)維護(hù)需求。這可以減少停機(jī)時(shí)間，延長(zhǎng)車(chē)輛使用壽命，為車(chē)隊(duì)運(yùn)營(yíng)商和個(gè)人車(chē)主節(jié)省成本、提高可靠性。

SDV模式還推動(dòng)了與其它數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)的無(wú)縫集成。車(chē)輛可以與智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施、其它車(chē)輛，以及個(gè)人智能設(shè)備進(jìn)行通信，從而形成一個(gè)整體網(wǎng)絡(luò)，提升城市交通的便捷性和效率。

當(dāng)今SDV的全新行業(yè)價(jià)值鏈

02 SDV需要實(shí)現(xiàn)成功的數(shù)字化轉(zhuǎn)型

如今，一輛典型的現(xiàn)代化汽車(chē)普遍搭載超過(guò)1億行代碼，這些代碼往往源自眾多不同的供應(yīng)商，這極大增加了軟件測(cè)試和ECU集成的復(fù)雜度。而更為復(fù)雜的是，大多數(shù)開(kāi)發(fā)流程遵循“敏捷”模式，需要通過(guò)每晚的持續(xù)集成/持續(xù)開(kāi)發(fā)回歸測(cè)試來(lái)驗(yàn)證需求。此外，軟件供應(yīng)商的多樣性也進(jìn)一步增加了因集成復(fù)雜性而產(chǎn)生缺陷的風(fēng)險(xiǎn)。

構(gòu)建SDV面臨著涉及技術(shù)、法規(guī)和運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域的新挑戰(zhàn)。以下概述了這些挑戰(zhàn)的多樣性與相互關(guān)聯(lián)性：

■ 復(fù)雜的軟件集成：確保復(fù)雜操作系統(tǒng)之間的無(wú)縫互操作性，同時(shí)保持高性能與可靠性。

■ 網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)：強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)安全可防止黑客攻擊、數(shù)據(jù)泄露和其它惡意活動(dòng)，包括確保通信渠道的安全。

■ 法規(guī)合規(guī)性：保證遵守各地區(qū)關(guān)于車(chē)輛安全、數(shù)據(jù)隱私和排放的不同標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定。

■ 軟件更新：管理OTA軟件更新，確保其能夠可靠且安全地推送至整個(gè)車(chē)隊(duì)。

■ 可靠性和冗余性：冗余系統(tǒng)可確保在軟件或硬件出現(xiàn)故障時(shí)仍能持續(xù)運(yùn)行。

■ 數(shù)據(jù)隱私與倫理：提供嚴(yán)格的數(shù)據(jù)保護(hù)措施和透明的數(shù)據(jù)使用方式，同時(shí)解決自動(dòng)駕駛所涉及的倫理問(wèn)題。

■ 高昂的開(kāi)發(fā)成本：管理與開(kāi)發(fā)、測(cè)試和部署先進(jìn)軟硬件相關(guān)的成本，尤其針對(duì)小型制造商而言。

■ 人才獲取與技能缺口：彌合傳統(tǒng)汽車(chē)工程與現(xiàn)代軟件、網(wǎng)絡(luò)安全及AI開(kāi)發(fā)間的技能差距。

03 評(píng)估當(dāng)下數(shù)字時(shí)代的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈

直到最近，汽車(chē)的概念設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和交付均由OEM主導(dǎo)完成，一級(jí)供應(yīng)商幫助填補(bǔ)組件集成、測(cè)試、驗(yàn)證和維護(hù)服務(wù)方面的空白。二級(jí)和三級(jí)供應(yīng)商則向一級(jí)供應(yīng)商提供軟件和硬件組件，以推動(dòng)集成任務(wù)的實(shí)施。

當(dāng)代汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的價(jià)值鏈及其底層電氣/電子（E/E）架構(gòu)因電動(dòng)化、自動(dòng)化化以及車(chē)隊(duì)互聯(lián)等主要驅(qū)動(dòng)力而發(fā)生顛覆性的變化。在此背景下，數(shù)字化已成為產(chǎn)業(yè)核心。在傳統(tǒng)一級(jí)供應(yīng)商的部分職責(zé)被OEM吸收的同時(shí)，價(jià)值鏈中也涌現(xiàn)出了一批全新的服務(wù)提供商，包括在開(kāi)發(fā)階段和實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中匯聚并整合各個(gè)環(huán)節(jié)的云平臺(tái)與軟件服務(wù)公司。

此類(lèi)全新、且具備持續(xù)升級(jí)能力的汽車(chē)，只能通過(guò)一個(gè)安全且易于開(kāi)發(fā)、測(cè)試和維護(hù)的完全可升級(jí)端到端軟件棧來(lái)實(shí)現(xiàn)。許多傳統(tǒng)供應(yīng)商，包括半導(dǎo)體、操作系統(tǒng)和中間件公司，最初只為一級(jí)供應(yīng)商提供獨(dú)立的組件，現(xiàn)在則需要構(gòu)建一個(gè)產(chǎn)品棧，以支持整體由SDV功能集定義的OEM車(chē)隊(duì)需求。

04 瑞薩RoX支持并加速SDV開(kāi)發(fā)

瑞薩的RoX SDV平臺(tái)專(zhuān)為當(dāng)前一代R-Car SoC、即將推出的R-Car Gen 5 MCU/SoC產(chǎn)品家族，以及未來(lái)的產(chǎn)品而設(shè)計(jì)。這一全新平臺(tái)為OEM和一級(jí)供應(yīng)商提供強(qiáng)大的靈活性，讓他們能夠設(shè)計(jì)一系列適用于ADAS、IVI、網(wǎng)關(guān)與跨域融合系統(tǒng)，以及車(chē)身控制、域控制和區(qū)域控制的可擴(kuò)展計(jì)算解決方案。

得益于采用Arm? CPU內(nèi)核的全新統(tǒng)一硬件架構(gòu)，使用R-Car Gen 5產(chǎn)品的客戶可以在跨車(chē)型和迭代的各種E/E應(yīng)用中復(fù)用相同的軟件及工具，從而保護(hù)它們的工程投資。

如今，OEM和一級(jí)供應(yīng)商在軟件開(kāi)發(fā)及維護(hù)方面投入了大量資金。瑞薩電子深知這一挑戰(zhàn)，并與我們的客戶、合作伙伴緊密協(xié)作，打造靈活、可隨時(shí)部署，并能在整個(gè)車(chē)輛生命周期內(nèi)持續(xù)維護(hù)的開(kāi)發(fā)解決方案。

作者：Aish Dubey——Vice President & General Manager, High Performance Computing SoC Business Division