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汽车软件平台:当前状态

发布日期:2020-09-04


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在上一专栏中,我谈到了汽车软件的重要性日益提高,并使用了“创造市场”的概念来说明软件与硬件的不同。本专栏的摘要是,使用软件平台的策略是在汽车软件市场成功的*佳方法。


众所周知,软件难以计划和执行-估计大型软件项目的完成时间尤其困难。自1960年代以来就是如此,一本**的“神话人月”一书记录了这一事实。该书于1975年出版,1995年由弗雷德·布鲁克斯(Fred Brooks)更新。布鲁克斯定律可以概括出软件项目完成问题:为一个较晚的软件项目增加人手将使其变得更晚!


本专栏将探讨汽车软件平台的当前状态。任何软件平台都依赖于运行程序所需的硬件平台。我将研究哪个汽车软件领域具有重要的平台和一些关键产品。但是首先重要的是要了解什么是软件平台以及它们的优缺点。



平台概述


平台是一种技术,可以利用过去的产品开发成果来创建相似和未来的产品。结果是,与单独开发每个产品相比,可以用更低的成本开发许多产品或产品系列。在汽车工业中,广泛使用具有不同发动机,内饰和外形尺寸的通用底盘平台。BEV平台现已成为汽车行业的重要趋势。平台在计算机行业中也很常见,通常使用从处理器平台和硬件平台到软件平台和应用程序平台的平台层。


从大型机和小型计算机到PC和平板电脑,软件平台的使用一直是计算机行业各个领域的关键策略。软件平台也是智能手机的基础,并成为赋予智能手机领导Apple iPhone和Google Android地位的关键因素。软件平台在汽车行业中的重要性也日益提高,对于新兴的软件定义汽车尤其重要。


软件平台具有许多优势,这些优势随着每个平台周围的生态系统扩展而增长。这些优点中的大多数归因于使用可重用且可以更新的构建块的传统价值所带来的好处。对于每个新版本,软件平台通常具有更好的代码可靠性。这是由于重新使用了大多数现有代码并添加了有限的新代码。此过程非常适合查找和修复错误,同时引入更少的新错误。主要优点是重复使用软件平台的成本较低,上市时间更短。


软件平台也有缺点。软件代码通常较大,程序执行通常较慢。可能还需要更多的硬件。但是,在大多数情况下,平台的优势胜于缺点。


软件平台通常是完成特定功能的许多软件模块的集合。但是也可能是在许多不同的大型平台中使用的小型程序。因此,软件平台在代码大小和复杂性上有很大的不同。关键是重新使用软件模块以节省开发和维护成本,并通过减少软件缺陷总数来提高可靠性。


软件平台的关键是应用程序编程接口(API),它允许模块化构件块结构以及软件模块或平台之间的通信。如果成功,用于特定软件领域的API将创建一个不断发展的生态系统,其中包含其他兼容软件模块,随着时间的推移,这些生态模块将极大地增加平台的价值和用例。



汽车软件平台


用于汽车的软件平台正在迅速发展,并已对整个汽车软件行业产生了深远的影响,在未来十年及以后的时间里,人们的期望会更高。下表总结了汽车行业中使用的关键软件平台的状态。软件开发中没有包含的更多内容是*重要的,未涵盖在内。下一节在表中提供了每个软件平台部分的摘要信息。


(Source: Egil Juliussen)



操作系统


所有汽车ECU都需要一个控制程序来管理各种程序,这些程序控制着每个ECU设计的硬件组件和应用程序。一个汽车行业联盟开发并继续扩展其AUTOSAR平台的功能。AUTOSAR是一种分层软件体系结构,具有用于ECU应用程序的标准API。它还具有与汽车工业中使用的大多数微处理器体系结构无关的硬件接口。AUTOSAR是用于驱动相关和其他传统汽车ECU的**软件平台。但是,AUTOSAR无法使用大型和复杂的软件代码(例如信息娱乐系统)来管理ECU。


这为高科技行业中适用于汽车系统的操作系统打开了大门。这使OS成为第一个对汽车行业产生重大影响的高科技软件平台。当前,信息娱乐系统和远程信息处理系统使用高科技OS。域ECU也使用高科技操作系统,而ADAS则朝着此类OS平台发展。


一些对安全性要求严格的ECU要求操作系统具有ISO 26262等认证,并且当前没有Linux版本具有此类认证。这样的ECU支持QNX和Green Hills以及具有安全认证的类似操作系统。


信息娱乐是使用操作系统的*高容量的系统。该操作系统平台主要是QNX与多个Linux版本(例如AGL,Android和GENIVI兼容版本)之间的斗争。Google的Android版本发展迅速。Android的成功归功于开放汽车联盟(OAA),该联盟成立于2014年。OAA目前有60多个OEM品牌,其中包括大多数**的OEM,例如克莱斯勒,菲亚特,福特,通用,本田,现代,马自达,梅赛德斯·奔驰,日产,雷诺,丰田和大众。


一个OS平台通常具有许多所谓的中间件,它们是各种功能所必需的。中间件可以描述为软件胶。中间件为核心操作系统无法提供的应用程序提供服务。中间件的范围从实用程序软件到用于自动硬件接口的软件驱动程序。HMI或用户界面通常被归类为中间件。



管理程序操作系统


系统管理程序是用于管理多个OS平台及其应用的小型软件平台。它也可以称为虚拟机监视器(VMM),它是运行虚拟机的软件。自1960年代以来,虚拟化已在计算机行业中使用,是IT数据中心的一项关键技术。虚拟机管理程序对于汽车软件的重要性正日益提高,因为它可以解决问题并且可以成为节省成本的解决方案。


当前的两个示例显示了管理程序的优势。现在,所有售出的美国车辆都需要备用监控器,它是一个安全关键系统。信息娱乐系统中的显示器非常适合用于备用显示器,但是由于它没有安全关键认证,因此无法与Linux OS进行接口。解决方案是使用将Linux与QNX或Green Hills OS或其他具有安全认证的OS结合使用的管理程序。


仪表板和信息娱乐系统的集成是解决方案中使用管理程序的另一个示例。域ECU也可能是管理程序的应用程序。



远程信息处理系统


远程信息处理系统具有嵌入式软件平台,该平台与提供远程信息处理服务的SaaS平台进行交互。车载远程信息处理系统使用OS,并且QNX由于在OnStar中的使用而成为**的平台。**的一级供应商提供了远程信息处理软件和硬件系统。一些**的信息娱乐一级供应商也是**的远程信息处理系统供应商。


远程信息处理系统的SaaS软件平台是OnStar,SiriusXM,Verizon Telematics和WirelessCar等远程信息处理服务提供商(TSP)专有的。OnStar仅由GM使用,但其他TSP具有多个OEM客户。现在,WirelessCar由大众拥有多数股份,额外的资源可能会扩大其重要性。


随着这些公司为联网汽车功能添加SaaS平台,TSP开始利用Microsoft,AWS和Google的云功能。



信息娱乐系统


高端信息娱乐系统是目前批量生产中*复杂的汽车软件系统。这样的系统通常具有带有音频娱乐,导航系统和许多应用的复杂的显示系统。存在与远程信息处理系统的连接,以及与仪表盘和HUD(平视显示器)(如果可用)的链接。Infotainment还具有广泛的HMI,用于驾驶员或乘客的控制和交互。还可以连接到智能手机应用程序集成软件平台和Virtual Private Assistant(VPA)软件,这将在下一部分中进行介绍。信息娱乐系统还与OTA和网络安全软件集成在一起,将在后面的专栏中进行总结。


这意味着在信息娱乐系统中使用了多个软件平台或将其连接到信息娱乐系统。操作系统是直接或间接管理所有与信息娱乐相关的软件的关键软件平台。在信息娱乐系统中,Linux版本作为一个整体现在拥有*大的市场份额。Google的Android越来越重要。但是,哪个OEM使用哪种信息娱乐系统差异很大。


导航软件平台已在许多信息娱乐系统中使用-大约25%的区域差异很大。导航软件平台通常由专注于汽车和其他领域导航应用的公司提供。第1层供应商也可能提供导航软件。


现在大多数信息娱乐系统都在使用显示器,并且平均尺寸每年都在增长。当前,超过60%的信息娱乐系统使用显示器,包括导航系统。一些基于高端显示的信息娱乐系统使用GPU来获得高性能的显示系统。



智能手机应用程序集成


现在,智能手机已成为驾驶员生活中不可或缺的一部分。大多数驾驶员希望将智能手机应用程序用作信息娱乐系统的一部分,以减少驾驶员的注意力。一些原始设备制造商开发了自己的智能手机应用程序集成软件平台。但是,Apple CarPlay和Android Auto的流行使其他版本不堪重负。许多信息娱乐系统都包括Apple CarPlay和Android Auto平台,以与使用中的绝大多数智能手机兼容。百度CarLife,主要在中国使用,因为Android Auto目前在中国尚不可用,因此它在中国具有很强的地位。


CarPlay和Android Auto的普及是由于两个主要因素:更好的用户界面熟悉度和两个平台的许多以汽车为中心的应用程序。但是,iPhone或Android智能手机的应用程序不能用作CarPlay或Android Auto应用程序。必须修改任何智能手机应用程序才能与CarPlay或Android Auto一起使用。*受欢迎的应用是地图,停车和交通信息,音乐,播客,有声读物,新闻,消息和日历。


有超过65个汽车品牌的500多种与Apple CarPlay配合使用的汽车模型。Android Auto可与大约60个汽车品牌一起使用,其型号与CarPlay相似。



虚拟私人助理


语音助手或虚拟私人助理(VPA)在汽车领域表现出色。许多驾驶员在家中或通过智能手机使用VPA。OEM尝试了自己的VPA版本,但是高科技的VPA软件平台已经接管了。**的VPA供应商与智能家居和智能手机相同-Amazon Alexa,Google Assistant和Apple Siri。基于AI的语音识别技术的进步使VPA在汽车中得到了广泛应用,因为驾驶员的注意力减少了。


有两种在汽车中使用VPA的方法-通过诸如Apple CarPlay或Android Auto之类的智能手机应用程序集成,或作为信息娱乐系统中单独的VPA软件集成平台。Alexa在信息娱乐系统中的VPA集成方面处于**地位,其次是Google Assistant。Apple Siri主要通过CarPlay使用,因为Apple领导智能手机应用程序集成。Alexa和Google Assistant也可以通过智能手机应用程序集成来使用。



-作者-

埃吉尔·朱利叶森 Egil Juliussen

Egil在高科技和汽车行业拥有超过35年的经验。*近,他是IHS Markit汽车技术小组的研究主管。他的*新研究专注于自动驾驶汽车和移动即服务。他是Telematics Research Group的联合创始人,该集团被iSuppli收购(IHS在2010年收购了iSuppli);在此之前,他与他人共同创立了Future Computing and Computer Industry Almanac。在此之前,Juliussen博士曾在德州仪器(TI)任职,是微处理器和PC的战略和产品规划师。他是700多篇论文,报告和会议演讲的作者。他获得了理学学士,硕士学位和博士学位。拥有普渡大学电气工程学士学位,并且是SAE和IEEE的成员。


原文链接:https://www.eetimes.com/automotive-software-platforms-current-status/




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