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大众全面变革:将硬件和软件设计纳入公司内部

发布日期:2020-06-07

GRCC汽车电子电气架构创新发展论坛

2020-06-07 21:29:59

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巴黎—大众汽车集团以雄心勃勃的战略公开上市,将其每辆车内的电子控制单元(ECU)的数量从多达70个减少到了三个,并开发了几乎所有所需的软件-目前由许多公司提供 作为200家供应商-内部。


如果一切按计划进行,大众汽车的新战略将使其供应链中的许多环节变得多余。


据报道,在去年夏天的一次活动中,负责汽车制造商数字活动的大众汽车集团管理委员会成员克里斯蒂安·森格对公司的供应商说:“我真的只需要你们一半。”



大众汽车集团管理委员会成员克里斯蒂安·森格(Christian Senger),负责监督汽车制造商的数字活动 图片:大众汽车)


但是,今天没有人感到惊讶。Strategy Analytics全球汽车业务副总裁Ian Riches对EE Times表示:“随着汽车现在越来越由软件定义,该软件的功能和质量有效地决定了驾驶和拥有体验。” 他说:“从这个意义上说,[大众汽车的]战略非常有意义。它使大众牢牢控制着将使其产品与众不同的核心技术。”


Semicast Research**分析师Colin Barnden表示同意。“大众正在提议'指挥乐团。'”


许多行业观察家表示,这一愿景将持续很长时间。VSI Labs的创始人兼负责人Phil Magney说:“我们一直在呼吁实现这一目标。” 但是,必须有人先走。麦格尼说,大众汽车公司决定的**消息是:“这是一家主要的OEM厂商第一次在基础设施上占了上风,说'我们都在对基础架构进行改变'。”


巴恩登说:“必须由所有人来领导,为汽车的电子/电气架构的根本变化设定方向。” 他认为,“这必须是“自上而下”的,因此第一层或第二层将无法领导它,尽管我希望像博世,康迪,麦格纳,英伟达,Xilinx和ZF这样的供应商都将参与其中。。”


为什么要集成硬件?


当然,实际上,汽车供应链中的所有利益相关者-汽车OEM,芯片公司和IP供应商-十年来一直在讨论是否需要进一步集成ECU。汽车制造商偏爱为ADAS和自动驾驶汽车设计自己的芯片系统已不是什么秘密。


西门子股份公司自动驾驶和ADAS全球技术经理David Fritz在几个月前告诉EE Times,“实际上,我看到了每个主要汽车OEM厂商内部设计的AV SoC的框图。”他强调说:“特斯拉并不孤单。每个汽车制造商都想控制自己的命运。”


Semicast的Barden谈到了业界的最终目标,即降低到三个用于汽车的域控制器时,他推测:“我希望OEM厂商在此过程中会经历数次迭代,并且会持续很多年。我想说,您可以将电子体系结构简化为以下三个”:


  •        推进:ICE,EV,混合动力

  •        安全:安全气囊,制动,转向,ADAS

  •        车身:空调,门模块,座椅电子装置,驻车制动器,照明,安全


巴恩登说:“前两个必须是ASIL-D,最后一个可能是ASIL-B。IVI(信息娱乐系统)显然也不适合其中任何一个,尽管从ASIL的角度来看,它比推进力或安全性更贴近人体。”


像ECU集成听起来那样合乎逻辑,为什么还没有发生呢?许多分析师认为,这是OEM厂商的惯性。


麦格尼观察到:“大众宣布的内容已经讨论了很长时间,这是大多数(如果不是全部)OEM的总体方向。集中域控制的进展非常缓慢。”为什么?一直坚持“如果没有破裂就不要修复”的心态。麦格尼(Magney)解释说:“传统架构非常出色。”


如果是这样,为什么要更改?Magney说:“在生命周期管理方面,我们处于那些传统架构所能提供的支持的极限。Infotainment证明了这一点,而OEM最终还是屈服了(反正一点点)。现在,我们向着不断变化和改进的智能功能启用迈进了一大步。新架构支持这一点,而传统则不支持。”


黑匣子


促使OEM寻求更多整合的一个重要原因是控制自己的命运,这是许多行业观察家多年来向EE Times表达的一个共同主题。


VSI Labs的Magney说:“目前,大众汽车声称拥有70多个ECU,它们运行的离散功能基本上是黑匣子。这既昂贵又难以扩展,但更重要的是,从软件角度来看,这很难管理。”


Semicast的Barnden表示同意。“我们看到的是,从每个ECU的一个功能转移到了“域控制器”。如今,诸如S级或A8之类的设备已拥有一百多个ECU。” 集成至关重要,因为“测试所有ECU的互操作性”会带来问题。


重量问题


巴恩登还提到了体重问题。问题来自“将所有零件连接在一起所需的线束重量。就像在航空中一样,重量等于油耗。” 他解释说:“随着排放测试变得越来越严格,原始设备制造商必须寻找减轻车辆物理重量以提高燃油效率的方法。减少ECU的数量(从而减少线束的复杂性)是一种很好的方法。汽车以太网的趋势也正在发生。用一个共享的超高速网络替换点对点连接和CAN / Flexray / LIN总线。”


当被问及大众的动机时,巴恩登推测:“这可能是大众对“柴油门”的进一步反应,必须以一种真正激进的方式带头减少排放。所有这些背后的驱动力是政治,即“灭绝叛乱和Greta Thunberg”。


完整的软件堆栈


Magney指出:“大众正在使用全栈软件。我的意思是说完整的车辆堆栈……类似于特斯拉,因为所有软件都是在内部开发的。”


行业分析师倾向于赞同大众的意图。正如Magney所说:“这是正确的做法。您负担不起不朝这个方向前进。” 尽管有其目标,但大众能否真正做到正确的事情仍未解决。Magney指出:“这带来了重大挑战。OEM是否有能力做到这一点?我们将看到。”


Strategy Analytics的Riches承认,大众的既定使命是雄心勃勃的。他指出:“从在车辆上编写很少软件到完全不编写软件,再到在短时间内编写所有软件的想法,显然是一个巨大的要求。”


康韦定律


也许,最有针对性的评估来自Edge Case Research的**技术官兼卡内基梅隆大学教授Phil Koopman。


在他的LinkedIn帖子中,他在《汽车新闻》中提到了大众汽车的一个故事,并写道:“大众汽车表示将采用集中式计算机体系结构并内部承担软件责任,而不是依赖供应商的硬件+软件模块。勇于创新,以获取更多价值。这并不容易。”


考夫曼大声地想知道康威定律将如何影响事物。康韦定律是由计算机程序员Melvin Conway于1967年提出的。Conway说:


设计系统的组织……必须进行设计,这些设计是这些组织的通信结构的副本。


该法律暗示了这样一个事实,即要使一个软件模块起作用,多个作者必须经常相互沟通。“或者简单地说:系统看起来像是生产它们的组织,” Koopman说道。


简而言之,大众的软件堆栈只能和大众的软件人才一样好。


一方面,汽车行业似乎同意OEM掌控整个车辆(包括软件和硬件)是正确的做法。


并非每个人都有信心可以实现这一目标,没有人有尝试的蓝图。考夫曼说:“要取得成功,可能需要进行重大改变。”但是那些大变化到底是什么?


存在组织方面的问题(在OEM内),行业水平上的变化以及技术公司和传统汽车OEM所设想的前进道路的变化。


Strategy Analytics的Riches指出:“软件与硬件**结合的时代已经过去。”


他认为,从长远来看,汽车制造商有两种可行的方法。Riches说:“第一种是大众汽车的方法。” “把所有东西都放在内部。”


“第二点是让OEM充当系统集成商,并从他们认为是**供应商的任何人那里为每个特定任务提供**软件。”


Riches说,第一种方法提供了**控制权,并且在某些方面使事情变得更简单。他警告说:“但是,大众试图跨每个功能和领域创建****的软件的可能性并不可信。” “没有人可以现实地宣称能够做到这一点。”


第二种方法具有更大的灵活性。“但是管理和整合多个不同供应商的复杂性,毫无疑问,万一出了问题,所有这些都可能指向其他地方,不应该低估。”


要明确的是,汽车行业具有联邦机动车辆安全标准(FMVSS)。本法规规定了汽车的设计,构造,性能和耐用性要求,并规定了与汽车安全相关的组件,系统和设计特征。但是,由于在ADAS和自动驾驶汽车上运行的电子内容和软件代码的负荷越来越大,因此既没有ADAS也没有AV规范,标准,也没有监管监督。


对于习惯于对汽车安全进行“自我认证”的汽车行业,OEM厂商控制整个硬件和软件系统的要求是可以理解的。


但是汽车制造商正在回顾过去的时代。他们喜欢的封闭方法只能将自己推到一个角落,因为他们可能会开发自己的硬件独有的系统。


在《汽车新闻》中,该故事将大众操作系统描述为“类似于操作智能手机和计算机的后台软件”。事实挑战了这一主张。实际上,当今大多数智能手机都基于开放式操作系统。智能手机供应商提供各种应用处理器和调制解调器芯片供您选择以制造手机。


除非大众将自己想象成与苹果同等的汽车产品,否则要实现其雄心壮志,路途遥遥无期。


里奇斯提出了一个最相关的问题:“大众汽车公司能否创造所需的内部敏捷性和灵活性,从而与管理相同数量的外部供应商相比,管理数十或数百个内部团队实际上没有那么复杂且容易出错?”


作者:—吉田顺子(Jenko Yoshida),AspenCore Media全球总编辑,《 EE Times》**国际通讯员





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