SDV 時(shí)代，汽車(chē)軟件開(kāi)發(fā)需勤修“內(nèi)功”

文 / 本刊記者 趙子垚

智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)已成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的戰(zhàn)略方向和重要引擎，而汽車(chē)軟件是智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)創(chuàng)新發(fā)展的核心要素。如今，在這一領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)實(shí)踐中，又呈現(xiàn)出怎樣的發(fā)展動(dòng)向？

以“軟件定義汽車(chē)（SDV）”，構(gòu)建智能汽車(chē)新生態(tài)，正成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新共識(shí)。如何抓住汽車(chē)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型機(jī)遇，提升汽車(chē)軟件技術(shù)創(chuàng)新能力，打造更加智能化和高質(zhì)量的汽車(chē)軟件產(chǎn)品，已成為汽車(chē)企業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。

11 月3 日，在2023 中國(guó)汽車(chē)軟件大會(huì)的“智能重塑生態(tài)，軟件賦能轉(zhuǎn)型”主題論壇上，中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)軟件分會(huì)理事長(zhǎng)、中汽創(chuàng)智首席執(zhí)行官李豐軍，同濟(jì)大學(xué)汽車(chē)學(xué)院教授朱西產(chǎn)，蔚來(lái)汽車(chē)有限公司高級(jí)總監(jiān)黃亮，零束科技有限公司軟件平臺(tái)及解決方案總監(jiān)承建興，華為技術(shù)有限公司智能汽車(chē)解決方案軟件平臺(tái)部部長(zhǎng)崔愛(ài)國(guó)，寧德時(shí)代（上海）智能科技有限公司首席技術(shù)官蔡建永，德勤中國(guó)管理咨詢總監(jiān)周全，易特馳汽車(chē)技術(shù)有限公司虛擬化技術(shù)專家葉舒，蘇州智行眾維智能科技有限公司副總經(jīng)理付耿，科世達(dá)（上海）管理有限公司開(kāi)發(fā)四部部長(zhǎng)程暉等專家、學(xué)者與企業(yè)精英作現(xiàn)場(chǎng)發(fā)言，聚焦汽車(chē)軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等相關(guān)話題，深入探討SDV 發(fā)展現(xiàn)狀，探究行業(yè)前沿技術(shù)趨勢(shì)，分享創(chuàng)新技術(shù)實(shí)踐案例。該主題論壇由德國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)中國(guó)區(qū)副總裁、中德智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)推廣應(yīng)用中心項(xiàng)目聯(lián)合管理辦公室主任張琳主持。

高新汽車(chē)軟件技術(shù)的發(fā)展不僅推動(dòng)著汽車(chē)智能新生態(tài)構(gòu)建，也更新著行業(yè)從業(yè)者與消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)的定義和認(rèn)知。李豐軍在致辭中表示，當(dāng)前，以軟件技術(shù)引領(lǐng)的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)重大變革，在促使汽車(chē)產(chǎn)品呈現(xiàn)出前所未有的智能化體驗(yàn)同時(shí)，也正帶來(lái)關(guān)于汽車(chē)軟件技術(shù)路線、商業(yè)模式與實(shí)踐的全新挑戰(zhàn)。而在此汽車(chē)軟件技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，需要產(chǎn)學(xué)研各方積極努力，特別是要重視基礎(chǔ)理論的研究，共同推進(jìn)汽車(chē)軟件生態(tài)的協(xié)同發(fā)展。

借此時(shí)機(jī)，李豐軍謹(jǐn)代表中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)軟件分會(huì)發(fā)出倡議：一是重視基礎(chǔ)研究，推動(dòng)全面創(chuàng)新。加強(qiáng)汽車(chē)軟件基礎(chǔ)研究，帶動(dòng)汽車(chē)軟件前沿技術(shù)、共性關(guān)鍵技術(shù)全面突破創(chuàng)新；二是加強(qiáng)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同?；诤诵年P(guān)鍵技術(shù)和原創(chuàng)技術(shù)，打造標(biāo)桿技術(shù)產(chǎn)品，加強(qiáng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化落地。匯聚“產(chǎn)學(xué)研用”資源，倡導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)合作，共同推動(dòng)我國(guó)汽車(chē)軟件產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展；三是鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)外企業(yè)交流合作，共同研究制訂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，共同打造技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)，推動(dòng)中國(guó)與世界汽車(chē)軟件產(chǎn)業(yè)協(xié)同融合發(fā)展?！爸袊?guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)軟件分會(huì)將持續(xù)做好服務(wù)工作，搭建好汽車(chē)軟件技術(shù)交流平臺(tái)和技術(shù)成果轉(zhuǎn)化平臺(tái)”。

軟件工具鏈標(biāo)準(zhǔn)化成為SDV 難點(diǎn)

對(duì)于新一代架構(gòu)下車(chē)企在軟件研發(fā)管理方面所面臨的挑戰(zhàn)這一話題，黃亮表示，在汽車(chē)軟件研發(fā)實(shí)際中，性能和功能上的優(yōu)勢(shì)、效率可擴(kuò)展性以及低成本，是整個(gè)平臺(tái)數(shù)字化建設(shè)過(guò)程中非常重要的三個(gè)指標(biāo)。不過(guò)，盡管新架構(gòu)帶來(lái)了美好和“炫酷”的前景，但在實(shí)際研發(fā)過(guò)程中也帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)?！笆紫?，ECU 的軟硬一體化縱向被打破；其次，跨域融合加強(qiáng)，工具鏈的橫向標(biāo)準(zhǔn)化面臨很多挑戰(zhàn)；再次，需要支持多車(chē)型、并行開(kāi)發(fā)；最后，軟件架構(gòu)的復(fù)雜化加大了對(duì)軟件能力的挑戰(zhàn)?！?/p>

為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，黃亮認(rèn)為需要在組織流程和評(píng)價(jià)體系上進(jìn)行工作。在組織上，必須使交付的研發(fā)組織能夠適應(yīng)新的軟硬件架構(gòu)，從過(guò)去的域縱向一體化團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向分層化、模塊化的交付團(tuán)隊(duì)。其次，解耦后，需要建立橫向的標(biāo)準(zhǔn)化知識(shí)團(tuán)隊(duì)，包括架構(gòu)和工具鏈。在流程上，針對(duì)新的平臺(tái)研發(fā)，需要建立一套流程框架和評(píng)價(jià)體系，從功能交付、平臺(tái)性能、使用效率和效益四個(gè)維度進(jìn)行評(píng)價(jià)，并建立層次化的多版本和敏捷迭代的協(xié)同機(jī)制。

承建興對(duì)此表示贊同，他認(rèn)為優(yōu)秀的軟件平臺(tái)有助于汽車(chē)行業(yè)全面構(gòu)建智能車(chē)進(jìn)化能力，推動(dòng)技術(shù)產(chǎn)品化，加速產(chǎn)品商業(yè)化的落地進(jìn)程。他強(qiáng)調(diào)，在實(shí)踐過(guò)程中，模塊化的實(shí)現(xiàn)在很大程度上取決于軟件架構(gòu)的能力?！巴瑫r(shí)，考慮到未來(lái)自動(dòng)駕駛生態(tài)的兼容性，為了讓更多算法能夠在軟件平臺(tái)上運(yùn)行，需要在異構(gòu)芯片、異構(gòu)OS 的架構(gòu)上靈活配置SOMEIP、DDS、SHM 等多種通信方式，以提高軟硬集成的效率?！?/p>

崔愛(ài)國(guó)認(rèn)為，當(dāng)前探討智能汽車(chē)服務(wù)化分層解耦的核心話題應(yīng)該集中在構(gòu)建開(kāi)放穩(wěn)定的數(shù)字底座，以促使汽車(chē)軟件的高效開(kāi)發(fā)。他建議通過(guò)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)API 定義汽車(chē)外設(shè)硬件，如燈、座椅、后視鏡、雨刮等，將應(yīng)用功能封裝成可復(fù)用的原子服務(wù)，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化API 接口向應(yīng)用層提供服務(wù)和支持。

然而，構(gòu)建這一架構(gòu)所面臨的挑戰(zhàn)主要來(lái)自協(xié)同流程的不暢通。崔愛(ài)國(guó)指出，首先，行業(yè)缺乏真正實(shí)現(xiàn)服務(wù)化的全流程供應(yīng)鏈，需要形成鏈?zhǔn)介_(kāi)發(fā)效應(yīng)；其次，由于各公司獨(dú)立運(yùn)營(yíng)，知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)可能導(dǎo)致開(kāi)發(fā)過(guò)程中缺乏共享基礎(chǔ)或形成壁壘；第三，設(shè)計(jì)周期相對(duì)較長(zhǎng)。因此，他強(qiáng)調(diào)對(duì)軟件的抽象能力需要行業(yè)共識(shí)，共同定義標(biāo)準(zhǔn)化接口，實(shí)現(xiàn)原子服務(wù)和設(shè)備的真正標(biāo)準(zhǔn)化，從而將汽車(chē)軟件開(kāi)發(fā)周期縮短超過(guò)40%。

“智能重塑生態(tài)，軟件賦能轉(zhuǎn)型”主題論壇嘉賓合影

蔡建永分享了他對(duì)滑板底盤(pán)的EEA（電子電器架構(gòu)）和軟件開(kāi)發(fā)的思考。他指出，一臺(tái)高性能的智能汽車(chē)，不僅需要具備良好的軟件基礎(chǔ)，還需要考慮硬件與軟件如何更好地兼容。對(duì)于行業(yè)目前多采用的垂直模式造車(chē)，他提出了兩則實(shí)踐問(wèn)題：首先，私有化接口導(dǎo)致每個(gè)供應(yīng)商與車(chē)企之間的適配問(wèn)題出現(xiàn)壁壘；其次，上下車(chē)體的耦合使得新車(chē)型和平臺(tái)開(kāi)發(fā)的周期和時(shí)間較長(zhǎng)，代價(jià)較高。

此外，蔡建永表示滑板底盤(pán)的高度集成化和上下解耦、對(duì)外開(kāi)放的特點(diǎn)，也意味著機(jī)械接口、電子電器接口、控制和數(shù)據(jù)接口可以并行開(kāi)發(fā)、獨(dú)立演進(jìn)，甚至支持場(chǎng)景造車(chē)?！斑@樣的特性吸引了更多參與者，構(gòu)建了一個(gè)更為開(kāi)放的生態(tài)系統(tǒng)。”因此，在他看來(lái)滑板底盤(pán)不僅可以引領(lǐng)平行造車(chē)模式，實(shí)現(xiàn)智能電動(dòng)汽車(chē)全生命周期價(jià)值最大化，同時(shí)還能打造一體化智能底盤(pán)軟件開(kāi)放框架，加速整車(chē)廠軟件的快速開(kāi)發(fā)。

AI 大模型與生態(tài)價(jià)值帶來(lái)新趨勢(shì)

透過(guò)對(duì)特斯拉數(shù)據(jù)場(chǎng)景、軟件技術(shù)、商業(yè)模式等進(jìn)行詳細(xì)分析，朱西產(chǎn)分享了他對(duì)AI 賦能智能汽車(chē)發(fā)展趨勢(shì)及量產(chǎn)落地的思考，為相關(guān)技術(shù)的發(fā)展提供了建設(shè)性意見(jiàn)。他指出，隨著AI 在智能汽車(chē)中的應(yīng)用比例不斷增加，今年產(chǎn)業(yè)各方紛紛在“卷”云端大模型，開(kāi)始賦能智能駕駛這一領(lǐng)域。盡管車(chē)端實(shí)際應(yīng)用仍受制于車(chē)端算力的提升情況，但從特斯拉對(duì)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的顛覆來(lái)看，商業(yè)邏輯正在逐漸從僅賣(mài)車(chē)掙錢(qián)轉(zhuǎn)向通過(guò)數(shù)據(jù)、軟件和FSD 實(shí)現(xiàn)盈利的全新模式。

然而，智能駕駛的發(fā)展現(xiàn)狀是在封閉路況上并無(wú)大問(wèn)題，而在城市路況上仍存在一定難度。朱西產(chǎn)提到：“現(xiàn)在已裝車(chē)的AI 軟件模型基本上都是預(yù)測(cè)式AI，而預(yù)測(cè)式AI 強(qiáng)烈依賴標(biāo)簽，因此標(biāo)簽缺失、識(shí)別錯(cuò)誤就會(huì)有問(wèn)題。智能駕駛的難點(diǎn)就在于還有長(zhǎng)尾問(wèn)題的安全性需要解決?！彼€指出，各企業(yè)目前基本都在建立場(chǎng)景庫(kù)和數(shù)據(jù)集，但隨之而來(lái)的問(wèn)題是道路采集數(shù)據(jù)標(biāo)記成本居高不下。他認(rèn)為，這些難點(diǎn)有望隨著AI 大模型的出現(xiàn)真正實(shí)現(xiàn)擺脫標(biāo)簽的突破，“如果能夠?qū)崿F(xiàn)擺脫標(biāo)簽，那么邊緣場(chǎng)景問(wèn)題可能會(huì)得到解決”。

周全從汽車(chē)軟件生態(tài)新價(jià)值的視角分享了德勤方面的研判。他指出，SDV 已逐漸成為行業(yè)共識(shí)，對(duì)企業(yè)價(jià)值、品牌價(jià)值和產(chǎn)品價(jià)值產(chǎn)生深刻影響。德勤認(rèn)為未來(lái)中國(guó)汽車(chē)軟件的價(jià)值滲透率將非常高，如今中國(guó)智能車(chē)的軟件推廣數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了300 多億。

不過(guò)，周全也表示，盡管整車(chē)廠已經(jīng)“勾勒”出在2030 年之前在汽車(chē)軟件領(lǐng)域的期望位置，但需要注意四個(gè)優(yōu)先事項(xiàng)，方才能為大規(guī)模推動(dòng)SDV 做足準(zhǔn)備：首先，采用以軟件為主導(dǎo)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)思維，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)行業(yè)內(nèi)企業(yè)的敏捷性和適應(yīng)性；其次，簡(jiǎn)化平臺(tái)和軟件改革，升級(jí)車(chē)輛電氣和電子架構(gòu)，支持SDV，實(shí)現(xiàn)功能可升級(jí)性，減少硬件組件數(shù)量；第三，以質(zhì)量為導(dǎo)向的轉(zhuǎn)型，滿足客戶對(duì)功能和服務(wù)的高期望，質(zhì)量管理和軟件缺陷修復(fù)變得關(guān)鍵；第四，使用云環(huán)境連接生態(tài)系統(tǒng)，加速汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作流程的轉(zhuǎn)型，建立一致的平臺(tái)促進(jìn)“一次構(gòu)建，隨處部署”的方法。

SDV 開(kāi)發(fā)、測(cè)試與實(shí)踐探索

身為虛擬化領(lǐng)域深度研究者，葉舒表示虛擬化技術(shù)的應(yīng)用將助力汽車(chē)軟件開(kāi)發(fā)工作，“通過(guò)虛擬仿真平臺(tái)完成大部分軟件測(cè)試，可以降低硬件成本、提高研發(fā)效率，并提升產(chǎn)品質(zhì)量?！彼龔?qiáng)調(diào)虛擬化測(cè)試解決了許多測(cè)試效率方面的難題，相比實(shí)車(chē)測(cè)試，虛擬化測(cè)試更迅速、更容易發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，同時(shí)減少了硬件成本，提高了開(kāi)發(fā)效率?！巴瑫r(shí)，引入虛擬化實(shí)驗(yàn)還能夠迅速完成大數(shù)據(jù)的累積，為打磨軟件質(zhì)量提供有力支持?！?/p>

葉舒指出，所有傳統(tǒng)控制器都能采用數(shù)字化、虛擬化的方式，通過(guò)VECU 虛擬控制器控制平臺(tái)，從而將每個(gè)傳統(tǒng)控制器嵌入式軟件打造成虛擬化節(jié)點(diǎn)。而這些虛擬節(jié)點(diǎn)可以以開(kāi)放接口的形式兼容第三方模型，從而使得傳統(tǒng)領(lǐng)域使用的測(cè)試設(shè)備和測(cè)試軟件在這個(gè)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)兼容使用。

在SDV 前提下，軟件測(cè)試驗(yàn)證同樣成為軟件開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。付耿認(rèn)為，隨著軟件代碼復(fù)雜度的不斷提高，對(duì)軟件測(cè)試的重視度也需要相應(yīng)提升，以確保軟件質(zhì)量和整車(chē)質(zhì)量的可信性。在面向智能汽車(chē)的端到端功能安全軟件測(cè)試中，他強(qiáng)調(diào)首先要注重對(duì)代碼的靜態(tài)檢查，“這不僅是為了形式合規(guī)，更重要的是通過(guò)靜態(tài)檢查提升軟件質(zhì)量，增進(jìn)整個(gè)開(kāi)發(fā)和測(cè)試團(tuán)隊(duì)對(duì)軟件質(zhì)量的理解，從而使質(zhì)量意識(shí)融入團(tuán)隊(duì)和企業(yè)的基因中?！贝送猓瑢?duì)于代碼動(dòng)態(tài)測(cè)試，他認(rèn)為還要測(cè)量結(jié)構(gòu)化的覆蓋率，包括語(yǔ)句覆蓋、MC/DC 等標(biāo)準(zhǔn)。

付耿還提到軟件故障注入測(cè)試的問(wèn)題，并表示這是測(cè)試實(shí)踐中常常容易被忽視的部分。他強(qiáng)調(diào)在這方面，需要結(jié)合功能安全分析來(lái)識(shí)別可能的故障，實(shí)現(xiàn)全局的故障注入，并檢查故障的識(shí)別和處理機(jī)制是否符合預(yù)期。

隨著新一代電子架構(gòu)的推進(jìn)，區(qū)域控制架構(gòu)正變得炙手可熱。由此，在車(chē)身域?qū)崿F(xiàn)新的電子電氣架構(gòu)，整合產(chǎn)品以提供更出色的使用體驗(yàn)已成為程暉在SDV 實(shí)踐中的主要關(guān)注方向?；谠谲?chē)身域SDV 實(shí)踐的總結(jié)，他提出建議探索在中央計(jì)算之外從傳感器到執(zhí)行器的直接協(xié)同工作過(guò)程，使得區(qū)域控制器能夠繞過(guò)中央計(jì)算單元，實(shí)現(xiàn)真正的邊緣計(jì)算功能。

另一方面，由于目前大多數(shù)車(chē)企采用中央計(jì)算+四個(gè)區(qū)域控制器的架構(gòu)形式，再加上傳感器和執(zhí)行器。在新的架構(gòu)下，程暉建議考慮引入更多的區(qū)域控制器，以減少與周?chē)鷤鞲衅鬟B接的線束長(zhǎng)度，從而降低開(kāi)發(fā)復(fù)雜度、減輕軟件測(cè)試工作負(fù)擔(dān)，以簡(jiǎn)化車(chē)身域SDV 整體開(kāi)發(fā)和時(shí)間管理的復(fù)雜性。