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電子電氣架構加速升級域控制器將成為未來汽車的標配

2021-11-29 15:16:31 來源：大京網

在“軟件定義汽車”的時代,下一代集中式(域)電子電氣架構的推進,正在驅動域控制器的量產加速。

當前,L2/L2+級ADAS市場迎來了高速增長期,傳統分散的軟硬件架構已經不能很好地滿足智能駕駛系統需求。高工智能汽車研究院預計,到2022-2023年L2級及以上智能駕駛域控制器將會規模量產裝車,域控制器將成為未來汽車的“標配”。

域控制器的重要性不言而喻,吸引了越來越多的企業涉足該領域,不僅有主機廠和傳統Tier 1巨頭們,還有如東軟睿馳這類供應商憑借軟件技術優勢異軍突起。

在全新一代電子電氣架構全面落地之前,近幾年大部分主機廠仍會使用混合域的EEA架構,形成“分布式ECU+域控制器“的過渡方案。如果主機廠想要在較短的周期內和有限的資源下,選擇更具性價比的方案,來實現更好的整車智能化效果,那么中央域和自動駕駛域控的引入則十分重要。

中央域控的應用可以解決車內IT基礎設施的問題,包括以太網網關以及整車級服務的運行環境;自動駕駛域控可實現輔助駕駛/自動駕駛功能的集中化實現,這兩者對電子電氣架構的升級意義重大。

因為種種原因,域控制器的量產應用還處于起步階段,其中自動駕駛域控制器的開發面臨非常高的技術門檻,包括產品性能、功能安全、信息安全等均有極高要求。隨著智能駕駛系統和功能升級,高性能的自動駕駛域控制器還需要適配新的軟件架構,帶來了軟件開發難度增加,開發周期與開發成本也將進一步提升。

這意味著,域控制器開發與量產難題亟待解決。

一、域控制器標準化可行嗎?

尋求高效解決數據驅動軟件開發和迭代升級的方式,將成為主機廠面對新一輪市場爭奪戰的焦點。

這是因為,在未來汽車市場競爭中,差異化應用、技術與功能的快速迭代升級效率成為競爭關鍵。

在傳統Tier1供應商定制化硬件和軟件工程開發模式下,若主機廠需要部署應用軟件開發,前期還需要解決巨大的工程化工作和技術難題。

比如,當前自動駕駛域控制器多采用異構多核的架構,芯片集成A核、R核、M核,還集成了GPU、DSP等特定的專用硬件加速單元,導致核間通訊和同步問題十分復雜。另外,在硬件架構上部署基礎軟件,需要對底層硬件架構進行大量繁瑣的適配工程,這往往需要1-2年的時間。伴隨著芯片的發展,后續域控制器功能增加等等,面向底層的硬件工作化部分工作量還將大幅增加,穩定性和性能的挑戰也會越來越大。

對主機廠來說,更為理想的開發模式是,基于標準化的域控制器產品,快速部署應用軟件。

標準化的自動駕駛域控制器基于異構架構芯片,通過將底層架構中的基礎組件如電源網絡管理模塊、存儲、通訊各方面的安全保護模塊、數據交換模塊等等通用部分實現標準化。

供應商域控制器開發過程中就已經將上述多個模塊和機制的適配協同性工程化工作提前解決,包括芯片內部器件適配、各個網絡和通訊的接口適配、AP和CP之間的組合適配等等。

基于以上,標準化域控制器配置了基礎軟件平臺,為應用層提供標準化的接口,保證應用軟件在不斷迭代發展時,不會受到硬件工程適配的拖累。并通過配置SOA中間件等軟件層和工具鏈,基于中間件提供的相對穩定上層接口,主機廠便能夠方便快捷的實現上層開發應用軟件和迭代升級。

今年8月,東軟睿馳領率先發布了兩款標準化域控制器產品,面向自動駕駛領域的行泊一體域控制器和面向整車的通用域控制器,為域控制器標準化提供了借鑒意義。

其中新一代行泊車一體域控制器支持5路高清攝像頭、5路毫米波雷達、12路超聲波雷達接入,攝像頭最高支持800萬像素,可實現高達28項的ADAS功能。

該產品主要面向的是L2-L2+級別ADAS系統,算力配置可滿足L2-L2+級別需求,基于“開發者友好型”的設計理念,內置基礎軟件,豐富的功能中間件和開發工具,可實現一站式的基于IDE的可視化開發環境,能夠根據配置生成豐富多樣的開發工具及軟件SDK,用以滿足不同開發需求。

未來3-5年,L2-L2+級別ADAS市場依舊會呈現快速增長態勢,從當前市場發展趨勢來看,將前行、變道和泊車功能融合在一個域控制器中實現,具備明顯的成本優勢,已經成為越來越多車企的選擇,存在較大的市場發展空間。

這類標準化行泊一體域控制器的出現,通過一種較低成本和更加便捷的量產方式,推動自動駕駛域控制器的規模化部署,具備十分積極的意義。

二、基礎軟件平臺NeuSAR解決軟件開發痛點

電子電氣架構的集中化發展,也對應用層對底層軟件平臺提出了新的要求。

標準化域控制器可以通過基礎軟件平臺、自動駕駛專用中間件實現軟硬件解耦,基礎軟件將上層的應用軟件開發與底層的硬件/芯片選擇隔離開,這樣不僅可以降低芯片和成本變化所帶來的風險,還提前解決了基于域控制器進行軟件開發過程中的諸多痛點,可以讓主機廠將資源與精力集中在應用層功能軟件的開發上。

畢竟,在各大主機廠紛紛選擇自研軟件的同時,成本和效率也是亟待解決的一大難題,軟件架構開發成功,并非純粹靠“工程師堆積”。對傳統主機廠來說,軟件部分尤其是基礎軟件平臺(包括底層軟件、中間件以及相關模塊化軟件),依舊是最大短板。

基礎軟件需要面向SOA,基于AUTOSAR不斷的升級發展,為應用和硬件的適配提供充分的保障;另外,SOA框架需要滿足跨核和跨域的需求,解決主域控制器中不同異構核之間實現高精度時鐘同步時遇到精度損失問題;OTA實現過程中,主域控制器及區域控制器、終端節點控制器難以實現統一升級、統一管理、整車軟件版本管理、升級事務性的管理等等。

在未來很長一段時間內,Tier1或OEM還需要緊密合作的基礎軟件服務供應商,緊跟新架構的升級,不斷的補充、完善和提升基礎軟件平臺。

由軟件供應商提供一個將應用軟件所需接口全部封裝好的基礎軟件平臺,是當前行業內協作的最佳選擇。

在東軟睿馳提出的SOA整體解決方案中,基礎軟件平臺NeuSAR包含了能夠支持AUTOSAR AP R2011版本的aCore、最高能夠支持AUTOSAR CP R4.4版本的cCore,以及AUTOSEMO Service Framework(以下簡稱“ASF”),也能夠實現軟件平臺的一體化。

NeuSAR可適配不同指令集的軟硬件平臺并對上統一封裝接口,并將開發各領域SOA化應用軟件過程中,所須的基礎運行環境和開發環境接口集中起來并實現標準化,預裝在標準化域控里面,提供完善的配套SOA工具鏈等等。

而ASF則面向SOA服務開發視角,提供了系統級服務、SOA+、原子服務、整車級系統服務、動態服務等。主要可以解決跨核和跨域之間的通信和協調部分,還有每個域控制器內部的健康管理、診斷、日志管理等自身挑戰。

通過上述基礎軟件平臺實現不同域控制器之間的復用,向上層提供統一接口,并與AUTOSAR AP、CP相互配合,可以大幅降低開發難度,節省大量的人力物力,從而加速應用層特性上的創新。

據了解,ASF1.0版本將針對基礎概念,以及部分軟件分層進行統一,以便行業對ASF形成一致的認識;ASF2.0版本會定義出服務開發時環境與運行時環境,原子服務和系統級服務的部分接口等。其中,ASF1.0版本將于2021年底推出。

基于上述標準化的接口、標準化芯片的選擇、標準化軟件選擇和工具鏈集成,便可以形成一款“拿來即用”的中央計算單元,即標準化通用域控制器。

上述提到東軟睿馳推出的這款通用域控制器,具備豐富的接口協議、高算力硬件平臺,可支持網關、車身域、動力域等獨立控制器或融合控制器的應用。

該產品基于面向SOA的架構,大大增強了平臺的可拓展性,可移植性,同時預置基礎軟件和標準中間件,提供豐富的開發工具,可幫助整車企業快速實現整車開發,降低研發成本投入,提高功能開發效率。這對電子電氣架構集中化和SOA架構發展都具有較大意義。

標簽：域控制器軟件技術軟硬件架構驅動域控制器