在年初舉辦的 2024 年國際消費(fèi)類電子產(chǎn)品展覽會(huì) (CES)上，幾乎每家汽車軟件供應(yīng)商都在展示云到邊緣的開發(fā)解決方案。而這一趨勢將持續(xù)貫穿整個(gè) 2024 年，為了加速汽車和物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 應(yīng)用中芯片與軟件的開發(fā)和部署，在今年的 embedded world 2024 上，各大展商們也紛紛展示了各式各樣的解決方案。

在這一切的實(shí)現(xiàn)源自于 Arm 的指令集架構(gòu) (ISA) 對(duì)等，也稱為“環(huán)境對(duì)等”。ISA 對(duì)等是指在云端所使用的 ISA 與邊緣側(cè)（即實(shí)際設(shè)備端，例如在汽車行業(yè)中，則是泛指車輛中）使用的 ISA 完全或幾乎完全相同。

得益于 Arm Neoverse 在云市場的成功，以及全新 Arm 汽車增強(qiáng) (AE) IP即將于汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，這意味著在基于 Armv9 架構(gòu)的云端和邊緣側(cè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了環(huán)境對(duì)等。如今，全球領(lǐng)先的云平臺(tái)，如亞馬遜云科技 (AWS)、Ampere、Google Cloud、Microsoft Azure 以及甲骨文等，正紛紛向汽車行業(yè)廣泛提供基于 Arm 架構(gòu)的計(jì)算云實(shí)例。

賦能軟件開發(fā)者

對(duì)于軟件開發(fā)者而言，ISA 對(duì)等至關(guān)重要，舉個(gè)例子，在基于 Neoverse 的 AWS Graviton 上完成的任何開發(fā)工作，將與基于全新 Arm Cortex-A720AE 上構(gòu)建的汽車應(yīng)用和車輛實(shí)現(xiàn)幾乎完全相同的對(duì)等。軟件在云端完成構(gòu)建和測試，經(jīng)過重新編譯后，完全相同的二進(jìn)制文件可被直接部署到邊緣側(cè)的汽車中。二者的工具鏈完全相同，不存在會(huì)導(dǎo)致減慢開發(fā)流程的交叉編譯或不同的驅(qū)動(dòng)程序集。

CPU 指令映射虛擬機(jī)管理程序的創(chuàng)新有助于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，它可以評(píng)估 ISA，然后將其傳遞到底層 CPU。這比傳統(tǒng)的二進(jìn)制轉(zhuǎn)換器快上 1000 倍。它還可以實(shí)現(xiàn)整合的電子電氣 (E/E) 架構(gòu)，以滿足現(xiàn)代軟件定義汽車 (SDV) 的軟件復(fù)雜性和性能需求。

虛擬平臺(tái)的作用

要實(shí)現(xiàn) ISA 對(duì)等，新的虛擬平臺(tái)和這些平臺(tái)支持的虛擬原型必不可少。以西門子 EDA 的 PAVE360 ADAS 虛擬參考平臺(tái)為例，在汽車中基于 Cortex-A720AE 的虛擬原型的 ISA，與基于 Neoverse 的 AWS Graviton 這一云端的 ISA 完全相同，因此汽車應(yīng)用程序便可以在云端完成開發(fā)，然后在邊緣無縫部署。此外，在 AWS Graviton 上運(yùn)行的 Corellium 自有建模技術(shù)，可提供具有功能代表性的新 Arm AE IP 虛擬原型，同時(shí)可滿足高級(jí)人工智能 (AI) 工作負(fù)載和電子電氣架構(gòu)整合所需的高性能要求。

在今年的 embedded world 上，Arm 展示了以基于全新 Arm AE IP 的虛擬平臺(tái)為基礎(chǔ)的汽車軟件解決方案堆棧，包括自動(dòng)駕駛、先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 和車載信息娛樂系統(tǒng) (IVI) 等方面的解決方案。

全新的軟件開發(fā)方法

ISA 對(duì)等還意味著開發(fā)者更易使用新的軟件開發(fā)方法和架構(gòu)方式，比如協(xié)作式 CI/CD 流程。基于此，開發(fā)者能夠更快、規(guī)模化地實(shí)現(xiàn)軟件的構(gòu)建、集成、測試、發(fā)布和部署。

然而，這也需要汽車行業(yè)做出巨大的改變，在過去很長一段時(shí)間里，整個(gè)行業(yè)一直采用“瀑布式”開發(fā)方法進(jìn)行軟件的構(gòu)建和生產(chǎn)。但這些傳統(tǒng)方法在現(xiàn)代軟件開發(fā)環(huán)境中會(huì)造成阻礙，因此，現(xiàn)代的開發(fā)環(huán)境需要一種迭代性更強(qiáng)、更敏捷的方法來將開發(fā)流程細(xì)分成更小、更容易管理的增量。借助這種全新的開發(fā)方式，開發(fā)者能夠更早的獲得多次反饋，從而確保最終產(chǎn)品能夠滿足用戶的需求。

在整個(gè)汽車市場中，軟件開發(fā)并沒有“通用”方法，因此就需要軟件開發(fā)者確定適合自己的最佳開發(fā)實(shí)踐。通過 SOAFEE 實(shí)現(xiàn)的云原生架構(gòu)愿景是可參考的方式之一。它提供了基于標(biāo)準(zhǔn)的框架，可通過 ISA 對(duì)等在云端和汽車中實(shí)現(xiàn)混合關(guān)鍵性的工作負(fù)載。該方法被稱為“容器化應(yīng)用部署”，通過在云端構(gòu)建的容器對(duì)汽車應(yīng)用的軟件進(jìn)行測試和開發(fā)。

ISA 對(duì)等帶來更多價(jià)值

ISA 對(duì)等的一大價(jià)值在于加快開發(fā)速度，這將為汽車行業(yè)節(jié)省大量時(shí)間和成本。新的開發(fā)流程和方式使開發(fā)者能夠?qū)⒏嗟臅r(shí)間和精力用來測試和完善他們的解決方案，使軟件解決方案發(fā)揮出更大的價(jià)值。這對(duì)汽車行業(yè)來說是雙贏的結(jié)果，可以更快地開發(fā)和部署更高性能的軟件解決方案。

Arm 是全球范圍內(nèi)唯一能在云端與邊緣側(cè)之間實(shí)現(xiàn)必要 ISA 對(duì)等的公司。Arm CPU 設(shè)計(jì)已廣泛搭載于汽車應(yīng)用程序中，并在云端取得了巨大的成功。基于 Neoverse 的云實(shí)例和面向汽車推出的全新 Arm AE IP 實(shí)現(xiàn)了幾乎百分之百的 ISA 對(duì)等，能夠進(jìn)一步加快汽車開發(fā)速度。很多來自 Arm 汽車生態(tài)系統(tǒng)中領(lǐng)先的合作伙伴們已經(jīng)開始基于這一優(yōu)勢，著手開發(fā)軟件解決方案，用于面向現(xiàn)在和未來 SDV 的各種應(yīng)用程序。

審核編輯：劉清