您需要了解的有关软件定义汽车 (SDV) 的所有信息

什么是软件定义汽车?

软件定义汽车(SDV)彻底改变了汽车的使用方式,可在汽车的整个生命周期内不断升级和丰富新功能。

汽车行业正在加速数字化转型。每辆新车平均都有2亿行代码,是波音787飞机的33倍,可以说现在每辆车都是一台“车轮上的计算机“。

这一发展催生了软件定义汽车(SDV),这是一场名副其实的革命,它正在改变汽车与用户舱内体验之间的关系,以及汽车行业的运行模式。

软件定义汽车(SDV)是汽车行业的一项重大科技进步。通过在汽车的整个生命周期内更新和引入新功能,充分挖掘汽车的技术潜力,从而彻底改变驾驶体验。这种新方法有望在增强汽车功能方面发挥决定性作用,使汽车更加安全、高效、舒适和个性化。

在传统结构中,每个车辆功能都有自己的 ECU(分布式结构),而 SDV 不同,它使用数量更少、功能更强大的集中式 ECU 来管理大部分功能。这同时简化了车辆的电气和电子结构,减轻了重量(减少了电缆),提高了效率。此外,这种新方法还能提高车辆的连接性,这对于更新功能等至关重要。

软件 & 高级自动驾驶功能

“ADAS尤其可以从SDV中受益,并不断得到改进。如果车辆配备了相应的硬件,如摄像头、雷达或激光雷达传感器,并且有足够的算力和内存,那么每隔几个月就可以进行一次更新,以增加新的功能。我们可以与智能手机进行比较:您购买的智能手机具备一系列功能和应用程序,并且有足够的性能和内存空间用于未来升级和您选择的其他应用程序”。
Joachim Mathes, 法雷奥智能系统首席技术官

革命正在进行

目前,我们正在经历汽车从以硬件为基础的向以软件为中心的汽车过渡的时期。由于汽车的硬件和软件具有不同的生命周期,因此将汽车中的软件和硬件解耦正在成为一项重要的设计原则。

“基于车辆离开原始设备制造商组装厂时的现有硬件,我们能够持续更新软件定义车辆的软件。我们可以添加新的特性和功能,使车辆保持与时俱进,并为车主提供新的用户体验–这甚至适用于车辆上市时还不存在的功能”。
Derek de Bono, 法雷奥SDV副总裁

软件定义汽车是如何运作的?

传统上,车辆的每项功能都由专门的电子控制单元(ECU)管理。在SDV中,这些ECU 被域控制器取代。这些控制器将特定域的所有功能集中在一起。

每个域控制器的容量基于一个或多个系统级芯片(SoC)。

与完整的计算机系统一样,系统级芯片提供的计算和内存能力由多个内核分担。它还可以集成针对人工智能进行优化的特殊计算结构。系统级芯片功能越强大,就能执行更快、更复杂的计算任务。例如,它可以从摄像头图像中检测速度限制,同时在高清地图中计算车辆的准确位置,并对雷达信号和加速度计数据进行分类,从而计算出另一辆车正在闯入你的车道,从而触发制动请求。

系统级芯片由Mobileye高通、英伟达或恩智浦、德州仪器或瑞萨等公司开发。这些公司设计的定制芯片专为优化汽车应用。领先的供应商利用与数据中心或消费电子市场的协同效应。系统级芯片的选择取决于所需的算力和功能。

域控制器或专用于特定领域的计算机不仅具有强大的计算能力,而且还具有强大内存容量,使其能够承载大量功能。典型的领域包括驾驶辅助系统、信息娱乐系统、连接、车身和底盘。它们的结构已根据特定领域在安全、接口、规程等方面的要求进行了优化。

最终,为了更好地利用计算资源,它们将进一步合并为一个中央控制器。

域控制器或中央控制器将多个软件层整合在一起:

  1. 一个或多个操作系统管理微控制器/系统级芯片的计算能力和内存能力,以确保执行要实现的功能,同时考虑到这些功能的关键性。安全功能优先于娱乐功能。
  2. 中间件是实现应用程序与系统级芯片之间通信的重要链接,也是确保系统整体功能的纽带。
  3. 应用程序是为用户提供直观功能的软件,如导航或驾驶辅助。

不同的供应商专供软件(1、2和3)。应用软件可嵌入ECU(车载)或部分在云端(混合)中。

软件定义汽车(SDV)有哪些优势?

软件定义汽车和驾驶体验

“有了软件定义汽车,您的汽车将成为一个可以学习的设备。随着时间的推移,它的性能将不断提高,您还可以定制功能以及外观,更好地满足您的需求和喜好。”
Joachim Mathes, 法雷奥智能事业部首席技术官

通过选择某些软件功能和应用程序,SDV可使车辆根据您的需求和期望与不断升级。唯一的限制是车辆出厂时所装备的集成(ECU功率、传感器套组)。让我们举几个例子:

  • 如果您住在城市里,您汽车的标准前大灯可能就足够了,但如果您如果远离城镇,经常在漆黑的道路上行驶,您可能就需要升级您的前大灯,使其具有更智能的照明功能。
  • 也许您有自驾游的打算?如果是这样,您可能需要更大功率的电机来提供动力。这可以通过SDV来实现。
  • 如果您需要新的驾驶辅助或信息娱乐功能,可以在调试后通过升级来添加这些功能。这将使车辆持续有新的数字化体验。

搭载SDV的车辆在提高车辆用户体验质量方面的优势更是数不胜数:

  • 通过故障修复规避车辆召回。
  • 在硬件允许的范围内更新车辆功能。
  • 提高停车等功能的性能 更新信息娱乐和地图服务。
  • 根据智能手机的生命周期,使用智能手机在线同步更新软件。
  • 为现有功能和产品提供强大的网络安全保障。
  • 增强驾驶体验:车辆与智能手机之间的连接。
  • 预防性车辆维护:远程诊断和OTA更新可减少实际维护和维修的需要。
  • 增强驾驶安全。

SDV 将给汽车行业带来哪些改变

到2030年,SDV不仅将深刻改变汽车行业,还将深刻改变各个汽车供应链的关系。

对于汽车制造商来说,向集中式软件架构过渡是一项重大挑战,通常需要对汽车的电气/电子架构进行全面重新设计。尽管有些厂商更加灵活并已经开始了这种转型,但这种变革既复杂又耗时。对于新进入市场的企业,从零开始,适应这种新模式的速度会更快。然而,所有制造商,无论其规模或地区如何,目前都在大力投资SDV的开发。

SDV 和市场挑战

SDV正在彻底改变整个汽车行业的运作方式。我们已经从原始设备制造商和供应商之间自上而下的等级制度转变为开放式创新和共同开发的合作方式。事实上,SDV需要一个完整的生态系统。

SDV:法雷奥解决方案

法雷奥:软件定义汽车领域的专家

在过去的30年中,法雷奥已成为汽车嵌入式软件领域的领导者之一。从2010年到2024年,法雷奥的软件和嵌入式系统工程师人数增长了20倍。如今,在法雷奥的20,000名工程师中,有40%专门从事这两个领域的工作。我们该领域的专家团队遍布在埃及、中国、印度、墨西哥、捷克共和国和德国等并在不断壮大……

2023年,我们推出了法雷奥软件产品即即服务(Valeo anSWer),其中包括:

  • 尖端应用
  • 中间件,实现应用程序与SoC之间的通信,确保系统高效、安全地运行
  • 以及在软件架构设计、集成、验证、测试和维护方面为客户提供服务

“在法雷奥,我们拥有SDV所需的硬件、ECU和软件层面的所有技术,因此,我们自然而然地成为了客户的合作伙伴”。
Derek de Bono, 法雷奥SDV副总裁

原始设备制造商需要软件架构设计、集成、验证和维护方面的专业知识。根据麦肯锡的报告,测试、集成和验证实际上占软件价值的40%。我们可在开发阶段和投产后提供集成和验证服务。

这些服务至关重要,因为汽车中软件的生命周期在汽车出厂后会持续多年,甚至在停产后也会持续多年。如果说汽车行业正朝着软件定义汽车的方向发展,那么法雷奥在很多方面也正在成为一家软件定义公司。

同时,SDV仍由硬件构成,而硬件的可靠性、安全性和可升级性决定了升级用户体验的可能性。我们的目标是成为汽车制造商客户的标杆合作伙伴,与他们一起在变化的生态系统中打造SDV。

每家汽车制造商都有自己的战略,不同地区的战略也不尽相同。例如,中国就有自己的生态系统。这显然是雷诺SDV生态系统的精神所在,我们与谷歌和高通公司一起加入了这一生态系统,并将为其提供关键部件,包括高性能计算机和嵌入式应用软件。

我们与宝马在未来 “Neue Klasse”车型上的合作是另一个很好的例子。我们将提供 ADAS 域控制器、传感器以及用于泊车和操控的软件。所有ADAS功能都将由我们的域控制器托管和处理,该域控制器将采用高通晓龙SoC。

SDV:网络安全面临哪些挑战?

SDV车载系统的复杂性增加,给网络安全和入侵检测带来了挑战。

To meet these c为了应对这些挑战,汽车制造商和设备供应商从车辆设计阶段就开始实施强有力的安全战略。首先,新设备必须符合 联合国第155号法规规定的原则。这就要求所有车辆都配备最新的电子系统。

ISO/SAE 21434 等其他国际文件规定了适用于SDV的规范框架,包括:

  • 定期、安全的软件更新。
  • 入侵检测系统。
  • 加密通信协议。

这些措施包括入侵检测系统、车载网络划分、使用安全通信协议和定期渗透测试。此外,更新对于纠正系统漏洞和及时应对新的网络攻击也至关重要。

SDV与网络安全

“我们与汽车制造商密切合作,以确保我们的产品不仅在今天是安全的,而且在汽车未来的使用寿命中也同样安全”。
Derek de Bono, 法雷奥SDV副总裁

人工智能对 SDV 有什么影响?

将人工智能集成到SDV中,在安全性、舒适性和性能方面开辟了新的前景,但同时也产生了新的挑战。我们预见到了这些汽车行业的挑战,于2017年创建了全球首个人工智能研究中心:valeo.ai

集成到软件定义汽车中的人工智能,首先可以开发出更加有效的驾驶辅助系统,能够预测危险并在必要时进行干预。例如,图像识别和计算机视觉使车辆能够比人类驾驶员更好、更快地探测到行人、骑自行车者和其他车辆。此外,机械学习使车辆能够根据交通状况和环境调整。

然而,人工智能还能大大提升您的舱内体验:

  • 智能语音助手可让您通过语音控制各种车辆功能。
  • 推荐系统可根据用户的偏好建议优化路线。
  • 车内环境可以根据驾驶者的心情调节温度、灯光和音乐。

By通过分析大量数据,人工智能可以在SDV出现异常或出现严重故障之前检测出潜在的 异常和故障。这样就可以主动制定维护计划,降低故障风险,延长车辆使用寿命。

将人工智能集成到SDV中也会带来新的挑战。上文已经提到,数据安全问题至关重要。自动驾驶汽车从本质上讲收集了大量的个人数据,需要加以保护以防网络攻击。

软件定义的汽车标志着一个新的移动时代的到来。通过提供持续的个性化和可升级特性,它将汽车转变为日常的科技伙伴,适应您一生中不断变化和发展的需求。创新的潜力是巨大的,为您带来更加沉浸式的驾驶体验。

需要记住的 3 个要点:

  • SDV是一种进化型车辆,旨在提供最完善的用户体验,并可在数年的使用过程中不断丰富。
  • SDV 彻底改变了汽车结构,集中了所有软件功能。
  • SDV 正在深刻改变汽车行业,创造新的商业模式,加强参与者之间的合作。