如今，一級供應(yīng)商之間的結(jié)合讓 OEM 廠商愈發(fā)難以真正脫穎而出，我們發(fā)現(xiàn)，如今很多協(xié)助汽車廠商實現(xiàn)系統(tǒng)整合的系統(tǒng)集成商，往往需要整合來自多達 20 或 30 家公司的軟件。

瑞薩公司開始采取新的策略，以應(yīng)對日益復(fù)雜的軟硬件網(wǎng)絡(luò)以及軟件開發(fā)人員不斷增加的局面。

與鋼鐵一樣，硅如今也已成為汽車制造中必不可少的基礎(chǔ)材料之一，而且這一趨勢還將隨著自動駕駛熱潮的升溫而繼續(xù)加速。如今，微控制器已經(jīng)成為車輛電子設(shè)備系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，而隨著固態(tài)傳感器和圖形處理單元（GPU）的加入，汽車工程師未來將面臨眾多需要考量權(quán)衡的場景。

微控制器是汽車行業(yè)提升燃油經(jīng)濟性、增加信息娛樂系統(tǒng)及推出更多自動駕駛功能的基礎(chǔ)，也是汽車行業(yè)擴大軟件使用范圍，進而推出更多新特色和新功能的主要原因。

瑞薩科技公司（Renesas）汽車系統(tǒng)業(yè)務(wù)部副總裁 Amrit Vivekanand 表示，“如今，軟件部分已然成為車輛研發(fā)成本中的‘大頭’。很多決策是用舊版軟件做出的，但如果繼續(xù)使用這些軟件就意味著沒有新軟件開發(fā)。因為當(dāng)您的系統(tǒng)中有四十多個模塊同時進行相互對話時，爆炸式的軟件交互需求將成為一個巨大的挑戰(zhàn)。”

微控制器必須以極快的速度處理所有軟件交互過程，并同時管理所有模塊之間的通信。此外，這些單元還必須同時執(zhí)行診斷程序，并檢查系統(tǒng)的運行狀態(tài)。當(dāng)汽車工程師在選擇微控制器時，時鐘速度和吞吐量的確非常重要，但這絕不是唯一重要的參數(shù)。

Vivekanand 表示，“在面臨更高的運算需求挑戰(zhàn)時，你要做的并不是簡單地增加運算能力，而是在既定的功率水平下提高運算能力。因為功率會影響熱量，而熱量將直接影響系統(tǒng)的可靠性。毫無疑問，軟件運行肯定會消耗電力，具體功耗則與芯片設(shè)計有很大關(guān)系。”（Amrit Vivekanand先生畢業(yè)于美國杜克大學(xué)電子計算機工程專業(yè)，并取得碩士學(xué)位）

在搭建控制架構(gòu)時，電子工程師經(jīng)常會面臨需要權(quán)衡利弊的場景。芯片設(shè)計人員需要決定哪些功能可以轉(zhuǎn)移到硬件，哪些功能可以用軟件實現(xiàn)，從而保證靈活性。在任何場合下使用硅材料幾乎都可以降低功耗，但這勢必會增大芯片尺寸并降低靈活性。使用軟件完成各項任務(wù)可以縮小芯片的尺寸，但相應(yīng)的功耗卻會產(chǎn)生極大的熱量。

合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)

整車廠需要將數(shù)十個半導(dǎo)體和數(shù)百萬行軟件代碼整合到這樣一個巨大的移動機電系統(tǒng)中，而對硅材料的選擇也凸顯了他們面臨的復(fù)雜挑戰(zhàn)。在此背景下，汽車行業(yè)決心通過攜手生態(tài)系統(tǒng)中的不同合作伙伴，共同解決這一復(fù)雜問題。

Vivekanand 表示，“建立生態(tài)系統(tǒng)的主要目的是縮短上市時間。比如，當(dāng)OEM需要一個虛擬機管理程序時，他們當(dāng)然可以選擇自己研發(fā)，但也可以直接與一家深耕相關(guān)技術(shù)的專家公司合作，這樣來說，研發(fā)速度要更快一些。”

這些聯(lián)盟也可以就接口問題達成一致，但由于缺乏相關(guān)標準和變量數(shù)量的差異，這并不容易。不過，AUTOSAR 和 Adaptive AUTOSAR 的存在將發(fā)揮重要作用。在軟件方面，目前的操作系統(tǒng)數(shù)量眾多，絕大部分規(guī)模較小的公司很難自行研發(fā)并維護應(yīng)用程序。

“舉個例子，安全操作系統(tǒng)領(lǐng)域就有多家供應(yīng)商。一些公司認為，在隨便一個系統(tǒng)上運行一些應(yīng)用程序應(yīng)該不難，但事實并非如此。如果你是一家規(guī)模不大的第三方公司，你可以為一個操作系統(tǒng)開發(fā)一個版本，為另一個操作系統(tǒng)開發(fā)另一個版本，但你永遠不能為所有操作系統(tǒng)都開發(fā)適合的版本。”Vivekanand 表示，自動駕駛轉(zhuǎn)型的影響將波及很多方面，包括大家對安全的看法。如果自動駕駛系統(tǒng)發(fā)生故障，車輛可能會將控制權(quán)交還給人類駕駛員。

Vivekanand 斷言，“如今，人們關(guān)注的是功能性安全，也就是確保系統(tǒng)即使出現(xiàn)故障也不會導(dǎo)致安全問題。然而，在未來的自動駕駛汽車領(lǐng)域，人們可能希望系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，不但不會產(chǎn)生任何安全問題，甚至也不會影響系統(tǒng)的正常功能。這樣即使車輛的自動駕駛功能不能使用了，駕駛員也仍然可以使用這些系統(tǒng)功能。”

準備就緒：圖形處理器

安全相關(guān)傳感器的爆炸式增長帶來了攝像頭、雷達和激光雷達的海量圖像處理需求，也為 GPU 在車輛系統(tǒng)中的應(yīng)用與推廣提供了機會。這些高度并行的微處理器也處于人工智能革命的風(fēng)口浪尖。目前，瑞薩與其生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴共同開發(fā)的自動駕駛平臺，就采用了GPU 和一些應(yīng)用專用標準部件。

“我們使用 GPU 處理圖像，自行研發(fā)部分GPU 功能，這是我們產(chǎn)品線的一部分，而且也拿到了 Imagination Technology 的 GPU 許可證，”Vivekanand說，“對于深度學(xué)習(xí)等特殊應(yīng)用，我們擁有一些硅材料定制應(yīng)用知識產(chǎn)權(quán)。這就是我們的技術(shù)路線——我們認為這種做法非常有效。”

目前，整個汽車供應(yīng)鏈也在努力提高互聯(lián)性和安全性，這些相互交織的問題將給車輛中的大部分電子控制單元帶來影響。

Vivekanand 說，“互聯(lián)性并不僅僅指無線、云端和車輛之間的溝通，同時也涉及車輛內(nèi)部模塊之間的通信，也就是利用來自傳感器的數(shù)據(jù)，重新對模塊進行刷新，并在車輛內(nèi)外傳輸數(shù)據(jù)。”

對互聯(lián)汽車而言，最根本的安全問題將歸結(jié)于微控制器的選擇。芯片制造商的許多芯片都設(shè)置了可信區(qū)域和加密模塊，但是可信區(qū)域的存在將使故障分析變得更加困難。

Vivekanand 解釋說，“（由于存在可信區(qū)域，）我們將更難鎖定芯片，更難發(fā)現(xiàn)芯片的故障原因。如果芯片發(fā)生故障，你肯定希望讓其進入調(diào)試模式，尋找問題所在。而當(dāng)芯片已經(jīng)被鎖定時，調(diào)試的難度就會增加，這些問題都需要權(quán)衡。”

這種權(quán)衡和轉(zhuǎn)變發(fā)生在各個級別。創(chuàng)業(yè)公司開始在這個行業(yè)扮演越來越重要的角色，這也讓OEM所處的環(huán)境更加復(fù)雜。與此同時，OEM多年來一直依靠的大型公司也在進行一些改變。

“如今，一級供應(yīng)商之間的結(jié)合讓 OEM 廠商愈發(fā)難以真正實現(xiàn)差異化，”Vivekanand 說，“我們發(fā)現(xiàn)，如今很多協(xié)助汽車廠商實現(xiàn)系統(tǒng)整合的系統(tǒng)集成商往往需要整合來自多達20 或 30 家公司的軟件。”

一些汽車制造商希望通過內(nèi)部努力應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。如今，軟件已經(jīng)成為讓不同品牌和車型脫穎而出的主要原因。一些廠商會將部分編程工作轉(zhuǎn)為內(nèi)部進行，因此像瑞薩等芯片制造商也可能將更多需要編寫一些基本程序，為OEM團隊的設(shè)計提供參考和基礎(chǔ)。

“軟件行業(yè)已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，OEM正在更多開發(fā)自己的軟件。”Vivekanand 表示，“芯片制造商也在開發(fā)更多的軟件，主要用于衡量汽車制造商關(guān)心的指標。當(dāng)我們希望成為一家車載信息娛樂系統(tǒng)提供商時，必須首先證明我們的芯片系統(tǒng)能夠滿足汽車廠商對傳輸速率和路徑的要求，并清楚地展示芯片到底是如何工作的。”