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究竟什么是“软件定义汽车”
 
 
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 2020-12-14
 
导读: 本文主要讲解了到底什么是软件定义汽车、在软件定义汽车领域,传统汽车公司差在哪、软件重新定义汽车,能给汽车行业带来什么、汽车软件发展路在何方,这四个方面,希望对你有帮助。                     本文来自于搜狐,由Linda编辑、推荐。
本文来自于搜狐,由Linda编辑、推荐。
为了方便读者阅读,采用CML(Concept Model Language powered by 火龙果软件)对本文建模如下:
面对越来越多的信息,我们的语言需要进化,CML(Concep Model Language)的目标:
  • 所有人都能够使用:科学家、工程师、学生
  • 可以支持各个专业:物理、数学、飞机、汽车...
  • 建立自然语言和专业模型之上的逻辑语言
  • 建模者:俎涛   工具:EA

    正文:

    这两年,关于汽车软件的讨论越来越多。“软件定义汽车”的说法也被行业内的人们屡屡提起,每个人都在说软件将要重新定义汽车,并视特斯拉为先驱。

    有两个说法比较流行:一是新四化的浪潮下,软件将重新定义汽车;二是传统汽车企业将会在“软件定义汽车”这个浪潮中被拍死在沙滩上。

    那今天我试着从一个在传统汽车企业工作的软件工程师角度来解读一下这件事。

    1,到底什么是软件定义汽车

    汽车一直是有软件的,它控制着发动机的喷油点火,变速箱的换挡,ESP的介入等等。过去这个软件一直被忽略,现在我们似乎发现了可以在汽车软件上做更多的事。在谈到软件重新定义汽车之前,我们先要了解汽车公司的运营模式。

    汽车公司,本质上是一家卖硬件的公司。它通过从供应商ABC处购买变速箱、车桥、底盘等各种零部件,将它们组装起来,再赋予这辆车属于自己的品牌属性,然后拿到市场上卖,挣取一定的差价。造车卖钱就是个靠量大取胜的生意,卖得越多,开发费用就分摊得越少,利润也就越高。而且这是个“一锤子”买卖:这车只要到消费者手里,汽车公司就再也没法从你身上挣到钱,你去4S店修车也只是钱给了4S店,并没有流入汽车公司的钱包。

    总结一下,自打汽车诞生的那天到现在100多年里,卖车是“卖硬件挣钱的一锤子买卖”。

    “汽车的性能是由硬件决定的”,我想这句话说出来大概99%的人会赞同。比如发动机决定了超车是否有推背感,变速箱决定了是否有顿挫,悬架决定了乘坐是否舒适等等。至少在这之前,很少会有人谈论到软件能够给汽车带来什么样的改变。

    在互联网蓬勃发展之前,汽车行业是个不被打扰的传统行业,但是第三次工业革命——互联网发展之后,汽车也跟互联网强相关了。

    软件定义汽车反映在方方面面:比如一套动力参数对于很多车主来说都是不够的,超车需要运动模式,城市里我需要经济模式。通过不同的软件参数设置,并做成可视化界面或者按钮,车主都能自己决定动力输出。

    软件先进的算法实现了智能驾驶——自适应巡航能够在一定程度上解放你的双手;碰撞预警能够帮你免于灾难;疲劳提示能够让你打起精神;自动泊车能让女司机轻松不少——等等让人舒适的功能。

    智能座舱领域又是软件定义汽车的主要体现。

    夏天天气很热,暴晒一天的车坐进去非常闷且烫。有没有想过能在办公室打开车辆空调,冬天也是这样,可以选择提前打开暖气暖暖车。这些都可以通过车联网实现,在手机APP上轻轻一点就行。

    在体验小鹏的时候,我发现车机系统就做得不错,特别是图形化界面调节温度和风向,让我很惊讶。

    如果说硬件是这辆车的身体,那软件则是灵魂,软件没做好,汽车就变得愚蠢没灵气。

    2,在软件定义汽车领域,传统汽车公司差在哪

    近几年,特斯拉、蔚来等互联网造车企业纷纷推出了自己的智能电动汽车,但是传统汽车厂商似乎还没有能够与之抗衡的产品问世。

    当我试驾了蔚来ES6或者小鹏P7,再去试驾同等燃油车,坐在里面给人的落差很大。

    智能座舱+智能驾驶几乎是电动车的标配,但是目前燃油车看上去跟这些智能电动车不是一个时代的产物。也许是因为互联网对我们的影响,增加了人们对车机系统的期望值,总觉得车机系统的交互体验该像手机一样智能和科技。

    这里并不是说传统车有多差,而是说传统巨头们的转型太慢了。

    大众CEO去年说汽车公司未来将是软件公司,可还是免不了因为高尔夫(参数|图片)8和ID3灾难性的软件问题而辞职,ID3的上市也一拖再拖。似乎有人跟我一样有疑问,大众这种行业巨头难道就招不到几个合格的软件工程师吗?

    在我看来,传统车企转型慢可能有下面的原因:

    不能理解“软件定义汽车”,决策者不能理解软件能带来什么。

    尽管几年前我还很反感互联网造车,觉的他们一口一个颠覆很无知,但是不得不承认,互联网给汽车带来了新的活力,智能座舱就是一个例子。尽管传统汽车公司在“造车”这件事上依然有着巨大的优势,但是在拥抱互联网上,还是落后于新造车企业们。

    这一点,传统车企的领导层们似乎并没有怎么意识到。知识结构限制了他们的想象力,传统车企的领导们估计大部分是机械、车辆这种传统学科出身,对软件,互联网不敏感也不了解,缺乏想象力,也不会想着与时俱进去学习去了解。而HR也没意识到这种变化,招不到既懂汽车又懂软件的人才。

    其次是传统卖车的观念占主导地位。硬件构成了一辆车,但是软件只是个附属品,服务的角色。在车企,软件部门大概被认为是服务部门,是附属品。

    传统车企流程长,做决策慢。流程长确实能够带来很多好处,比如确保产品能够安全,高质的投放市场,这与互联网行业半成品投放市场,先占领市场然后后期慢慢升级的思路完全相反。传统车企认为上市的产品必须是经过千百次认证测试,做到万无一失才能投放市场,这一点全世界的传统车企都是这样做的。这大概是传统车企与互联网车企最大的分歧,传统车企从安全,对消费者负责的角度出发,所以开发流程长,决策慢;而互联网车企则认为先占领市场更重要,有问题很正常,后期配合OTA慢慢升级就行。

    所以你能看到市场上传统车企电动车推出速度慢,产品力也不很强,也没有好的车机产品,看上去传统车比智能电动车落后一到两代。传统车企流程长又繁琐,决策慢以前给他们带来了好处,现在却可能拖累了他们。

    或许双方应该开个workshop相互聊聊。

    3,软件重新定义汽车,能给汽车行业带来什么

    软件定义汽车时代,跟过往最大的区别就是:一辆车卖出去之后才是开始盈利的起点。

    以传统的卖车思路,一辆车出厂了那就是钱到手了,后续也不会再有交易;但是特斯拉和其他新势力创造了新的玩法,让传统厂商意识到原来软件也是可以产生盈利的——商业模式发生了变化。

    比如下面的场景:

    客户何先生买了一辆车,3个月后发现这动力不给力,想升级到高功率版本,此时他发现可以通过软件升级来提高功率,只要2999,大概率他是会掏这个钱的,再来个双11特价,你看香不香。

    过了一阵子,大屏上又显示,只要998,就能拥有自动泊车系统。十几万都花了,还在乎998吗,老婆化妆品一次大几千,就不能为自己花点钱!掏出支付宝,付钱!

    有一天,腾讯的马总发现升级只能用支付宝,这还了得。于是使唤公关跟A汽车公司达成一致,交点入场费就能支持微信支付了。同理,美团的王总也发现A汽车智能大屏上只有饿了么,也是又交了点钱让A公司把美团APP推送给客户。

    以此类推,后续的软件升级和服务也能挣钱。你可以去看看特斯拉的软件包,辅助驾驶4200美元一个,这就是“周边”消费。

    满足差异化需求。朗逸(参数|图片)一个月卖五万辆,这五万辆一模一样,开起来也一模一样。如果在软件时代,一千个车主也需要一千种驾驶感受,软件能满足用户个性化的需求,就像我能决定我的手机有多少APP一样,我也想决定我的车开起来是怎样,能拥有多少功能,要照顾到每个消费者独特的需求。

    软件定义汽车时代,软件部门将是个盈利部门。

    4,汽车软件发展路在何方

    目前汽车软件分为两种,一种是特斯拉自成一派的软件架构,十分神秘,外人不得而知;另外一种是除特斯拉以外的汽车公司广泛使用的AUTOSAR软件架构。

    AUTOSAR软件架构又分为Classic AUOTSAR(CP) 和 Adaptive AUTOSAR(AP)。传统ECU控制器采用的是CP软件架构,而AP是CP的进阶版,在智能驾驶领域广泛使用。

    AP不但是一种标准,而且还包含了代码层面(C++)的规定,AP主要是为了面向服务的功能设计的,能支持SOA。

    面向服务的架构SOA

    不同于传统汽车电子电气架构中面向信号的架构,面向服务的软件架构有标准化的服务接口,松耦合的服务机制,及可组合扩展的服务特性。SOA是一种软件架构,在IT界已经积累了很多经验,主要优点是能够能以最小的软件改动面对多客户多需求。

    在目前的整车系统里,ECU与ECU之间都是通过信号这种点对点来通讯的,比如雷达的信号传给ECU使用,而如果控制器多了之后,系统就会变得异常复杂,信号太多,线束以及Pin脚都会增加。

    而SOA面向服务的设计理念将车辆功能分为不同的服务组件,比如动力控制器,ADAS控制器,娱乐控制器等。这些服务都具有唯一的ID,并通过服务中间件完成自身的运转。这样,SOA就解决了因某一个功能部件增减而导致整个通讯矩阵都要更改的问题。

    再者,每个服务组件接口标准统一可访问,服务组件不再依赖于特定操作系统和编程语言。

    除了软件架构的变化,电子电气架构变化也要提一下。

    特斯拉依靠着自研的AI芯片和操作系统,实现了EE架构的计算集中化,Model 3(参数|图片)上EE架构只有三大部分:CCM(中央计算模块),BCM LH(左车身控制模块),BCM RH(右车身控制模块)。而目前传统车上还是老的架构,多达上百个控制器散落在车身各处,分别控制着相应的部件。汽车EE架构处于从分布式-域集中式-中央计算式发展过程,目前处于域集中式阶段。

    域控制器(Domain Control Unit,DCU)

    在域控制器的概念下,整车控制系统分为了动力总成,底盘控制,车身控制,辅助驾驶控制,娱乐系统控制等5个域。每一个域都会有一个高性能的大脑-MCU负责功能处理。简单来说就是把一些功能相近的部件集成到一个算力强大的控制器里,该控制区要包含多个传统ECU功能。

    下图就是一个域控制器的大概样子,4个域,每个域控制器分管着不同的功能部件。最后通过以太网进行通讯。

    比如在辅助驾驶域里,会有碰撞预警,自适应巡航,侧方来车,泊车辅助等功能,按照以往的惯例,每一个功能都会有一个ECU来负责传感器信号的接收处理,功能实现;但是现在这些功能都由一个域控制器处理,域控制器内各个功能通过低速CAN实现信号交互,域与域之间通过高速CAN通讯。

    域控制器然而只是过渡,基于中央计算的架构才是未来趋势,此时汽车内可能只需要一个ECU来控制所有,这就需要强大的软件团队。特斯拉说他们70%的员工都是软件工程师,大概也就是这个原因吧。

    写到这本文就结束了

     

     
       
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