基于SOA理念的新型軟件定義汽車電子電氣架構(gòu)

孫豐濤 劉偉川 任建平

【歡迎引用】 孫豐濤， 劉偉川， 任建平， 等. 基于SOA理念的新型軟件定義汽車電子電氣架構(gòu)[J]. 汽車文摘， 2024（XX）： 1-11.

【Cite this paper】 SUN F T， LIU W C， REN J P， et al. Software-defined Automotive E/E Architecture Based on Service-Oriented Architecture Concept[J]. Automotive Digest （Chinese）， 2024（XX）：1-11.

【摘要】為了適應(yīng)軟件定義汽車發(fā)展新趨勢，促進(jìn)汽車電子電氣架構(gòu)變革升級，闡述了軟件定義汽車的驅(qū)動因關(guān)鍵特征，深入研究了未來汽車新型電子電氣硬件架構(gòu)，探討了面向服務(wù)軟件架構(gòu)（Service-Oriented Architecture，SOA）設(shè)計理念、分層模型和部署平臺。在此基礎(chǔ)上，搭建了軟件定義汽車整體技術(shù)框架，并對未來軟件定義汽車開發(fā)新流程及應(yīng)用場景進(jìn)行了探討，以期為未來汽車全新電子電氣架構(gòu)設(shè)計提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：軟件定義汽車；電子電氣架構(gòu)；分層模型；新型架構(gòu)

中圖分類號：U463.6 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ?DOI： 10.19822/j.cnki.1671-6329.20230207

Software-defined Automotive E/E Architecture Based on Service-Oriented Architecture Concept

Sun Fengtao， Liu Weichuan， Ren Jianping

（Zhuhai Guangtong Automobile Co.，Ltd， Zhuhai 519090）

【Abstract】 To adapt to new trend of software-defined vehicle development and promote transformation and upgrading of automotive electronic and electrical architecture， the this paper delineates the pivotal factors driving software-defined vehicle development and investigates the impending evolution of vehicle electronic and electrical hardware architecture. The paper examines the conceptual framework， hierarchical structure， and deployment strategies of Service-Oriented Architecture （SOA）. Building upon these insights， a holistic technical framework for software-defined vehicle is developed， and the study delves into novel development methodologies and potential application domains. This research offers a technical blueprint for the design of future automotive electronic and electrical architectures.

Key words： Software-defined vehicle， E/E architecture， Hierarchical model， New architecture

0 引言

軟件定義汽車已經(jīng)成為汽車行業(yè)發(fā)展趨勢和競爭焦點。汽車行業(yè)的演變經(jīng)歷了從機(jī)械定義汽車到電子定義汽車，如今正邁向軟件定義汽車[1]。軟件定義汽車是指軟件深度參與到汽車的定義、架構(gòu)、開發(fā)、驗證、銷售、服務(wù)等全生命周期過程中，不斷推動各階段的改進(jìn)和優(yōu)化，旨在持續(xù)提升駕乘體驗，實現(xiàn)汽車價值持續(xù)增值。

在此背景下，汽車產(chǎn)業(yè)正面臨全面重構(gòu)，以硬件為主導(dǎo)的傳統(tǒng)汽車正向著以軟件為主導(dǎo)的智能移動終端轉(zhuǎn)型。軟件定義汽車技術(shù)是推動傳統(tǒng)汽車升級為智能汽車的核心，作為一種全新的整車設(shè)計、研發(fā)、銷售和服務(wù)模式，其將相應(yīng)地引起整車軟硬件技術(shù)架構(gòu)的升級和變革。

20世紀(jì)80年代，汽車工業(yè)企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)開始對智能汽車的軟件系統(tǒng)框架開展早期探索[2]。歐洲、美國和日本等國家發(fā)展軟件定義汽車技術(shù)較早，形成了先發(fā)優(yōu)勢。近年來，隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，國家高度重視并大力推進(jìn)軟件定義汽車的發(fā)展。在各國政策與資本的加持下，互聯(lián)網(wǎng)科技公司、信息通信技術(shù)（Information Communications Technology，ICT）科技公司等科技型公司也紛紛開展軟件定義汽車智能座艙、車聯(lián)網(wǎng)、導(dǎo)航等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)[3-6]。

目前車輛架構(gòu)正朝著以通用計算平臺為基礎(chǔ)、面向服務(wù)架構(gòu)的方向發(fā)展[7]，軟件定義汽車與基于服務(wù)的軟件設(shè)計理念成為系統(tǒng)軟件設(shè)計的基石[8]。傳統(tǒng)汽車電子電氣架構(gòu)已不能夠支撐當(dāng)前的技術(shù)挑戰(zhàn)及市場需求[9]，未來的汽車電子電氣架構(gòu)必須能夠支撐汽車“新四化”的發(fā)展[10]。

當(dāng)前行業(yè)內(nèi)各主機(jī)廠對面向服務(wù)的架構(gòu)（Service-Oriented Architecture，SOA）架構(gòu)的開發(fā)尚處于初步階段，并無統(tǒng)一或絕對正確的標(biāo)準(zhǔn)[11]。本文提出了一種基于SOA理念的新型軟件定義汽車電子電氣架構(gòu)，可以為未來汽車全新電子電氣架構(gòu)設(shè)計提供技術(shù)參考。

1 新型軟件定義汽車概述

1.1 軟件定義汽車的驅(qū)動因素

（1）汽車“新四化”發(fā)展需求

汽車將向著電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化和共享化的方向快速發(fā)展。新能源動力系統(tǒng)、自動駕駛系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)、汽車共享和移動出行，均極大地依賴軟件技術(shù)的支持與推動。目前，智能座艙、智能駕駛和智能車控已應(yīng)用于多種車型，軟件在其中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，未來軟件在汽車中的比重和價值將會持續(xù)提高。

（2）汽車價值鏈轉(zhuǎn)移

在傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域，硬件系統(tǒng)的同質(zhì)化問題限制了差異化的發(fā)展。然而，隨著車載應(yīng)用軟件增多，軟件體系的差異化逐漸成為汽車價值差異化的關(guān)鍵因素，未來軟件和服務(wù)能力將成為各大車企的核心競爭力。通過空中下載（Over the Air，OTA）技術(shù)，車輛可以持續(xù)進(jìn)行功能優(yōu)化升級，維護(hù)和提升品牌價值，促進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)鏈升級優(yōu)化。

（3）消費者需求

近年來，汽車消費者的關(guān)注焦點逐漸轉(zhuǎn)向體驗化、個性化和數(shù)字化。汽車不再是單一出行工具，而發(fā)展成為個性化體驗型產(chǎn)品，軟件在這一轉(zhuǎn)變過程中發(fā)揮重要作用。傳統(tǒng)汽車軟件和硬件的高度耦合，限制了車輛功能的持續(xù)迭代更新。通過將汽車軟件更新與車型發(fā)布分離，軟件更新與整車系統(tǒng)相對獨立，可以對已量產(chǎn)的車輛進(jìn)行迭代優(yōu)化，覆蓋汽車的整個生命周期，進(jìn)而滿足消費者不斷變化的長尾需求。同時，消費者可通過訂閱服務(wù)實現(xiàn)汽車的個性化配置，進(jìn)一步提升整體消費體驗。

1.2 軟件定義汽車架構(gòu)特征

（1）軟硬件解耦

軟硬件解耦是軟件定義汽車架構(gòu)最核心的特征。傳統(tǒng)汽車軟硬件高度耦合，而軟件定義汽車則是基于SOA實現(xiàn)車輛的軟硬件解耦，從而實現(xiàn)軟件可以跨車型、跨平臺重復(fù)使用，可支持汽車應(yīng)用快速開發(fā)和持續(xù)發(fā)布。

（2）系統(tǒng)開放和生態(tài)融合

系統(tǒng)開放和生態(tài)融合是軟件定義汽車架構(gòu)的顯著特征。軟件定義汽車架構(gòu)促使汽車向互通的網(wǎng)聯(lián)模式轉(zhuǎn)型，滿足人-車-路-網(wǎng)-云產(chǎn)業(yè)融合、協(xié)同發(fā)展要求。通過開放系統(tǒng)，汽車能夠與智能交通、智能城市和信息娛樂等更多領(lǐng)域深度融合，催生全新的汽車開發(fā)創(chuàng)新生態(tài)。

2 汽車軟硬件技術(shù)架構(gòu)分析

2.1 硬件技術(shù)架構(gòu)

2.1.1 傳統(tǒng)分布式電子電氣架構(gòu)

傳統(tǒng)汽車的電子電氣架構(gòu)是一種面向信號的架構(gòu)，采用分布式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖1所示。

在汽車電子電氣架構(gòu)中，系統(tǒng)功能通常被劃分為多個獨立模塊，如動力總成、底盤、車身和信息娛樂。各模塊控制器的設(shè)計與開發(fā)均基于其特定的功能需求，控制器之間通過控制器局域網(wǎng)CAN和局域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（Local Interconnect Network，LIN）總線傳遞信息，以實現(xiàn)信息的交流和傳遞，協(xié)調(diào)各控制器的運作，確保汽車各項功能正常執(zhí)行。

傳統(tǒng)汽車架構(gòu)軟硬件高度嵌套，當(dāng)需要在現(xiàn)有架構(gòu)中增加一項新功能時，需改變與其相關(guān)的ECU軟件，這增加了車輛功能和系統(tǒng)升級的復(fù)雜度。對于汽車制造商而言，集成驗證新增功能也是一項挑戰(zhàn)。特別是在實現(xiàn)較復(fù)雜功能時，需要同時開發(fā)多個控制器才能完成驗證。因此，在傳統(tǒng)架構(gòu)下，很難通過軟件定義汽車新功能，硬件之間難以形成較強(qiáng)協(xié)同性，汽車軟件的可復(fù)用性差，OTA升級能力較弱，難以滿足未來智能汽車的發(fā)展要求。

2.1.2 跨域集中式電子電氣架構(gòu)

目前，汽車制造商已經(jīng)開始研發(fā)和應(yīng)用新型電子電氣架構(gòu)?？缬蚣惺诫娮与姎饧軜?gòu)已經(jīng)成為一種典型的發(fā)展趨勢。如圖2所示，在該架構(gòu)中，整車功能被劃分為若干個功能域，例如車輛控制域、智能駕駛域以及智能座艙域。每個功能域都配備了相應(yīng)的域控制器，部分域控制器可負(fù)責(zé)2個或2個以上的功能域集中控制，進(jìn)一步提高了集成化程度以及傳統(tǒng)架構(gòu)性能。

2.1.3 新型中央集中式電子電氣架構(gòu)

為了滿足汽車產(chǎn)業(yè)“新四化”發(fā)展的更高標(biāo)準(zhǔn)，新一代電子電氣架構(gòu)必須滿足高性能計算需求，實現(xiàn)車載算力高度集中，具備多源算力分配、多核處理多任務(wù)的能力。其可以提供開放式軟件平臺，實現(xiàn)真正意義上的架構(gòu)軟硬件解耦，為“軟件定義汽車”奠定基礎(chǔ)。

新型中央集中式電子電氣架構(gòu)摒棄了按照功能部署的傳統(tǒng)方式，如圖3所示，中央計算平臺作為最高決策機(jī)構(gòu)，可以調(diào)用各層資源，直接面向應(yīng)用和服務(wù)。然而，若所有傳感器和執(zhí)行器都接入中央計算平臺，平臺需要支持的接口過多，同時汽車線束也會相應(yīng)增多。為了簡化通信并減少線束，可以按照就近接入和供電原則，圍繞中央計算平臺依據(jù)物理位置劃分區(qū)域。根據(jù)汽車的地理位置劃分區(qū)控制器，充當(dāng)網(wǎng)關(guān)的作用，負(fù)責(zé)分配數(shù)據(jù)和電力。對于一些時延敏感的功能，區(qū)控制器可以就近集成部分控制功能，以優(yōu)化響應(yīng)速度和系統(tǒng)效率。

2.2 軟件技術(shù)架構(gòu)

2.2.1 SOA設(shè)計理念

SOA架構(gòu)開發(fā)是整車企業(yè)未來必須掌握的關(guān)鍵核心技術(shù)。SOA設(shè)計理念是將車端的不同功能以及相應(yīng)硬件的能力劃分為服務(wù)，對不同服務(wù)組件的接口進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化封裝。通過既定的協(xié)議，服務(wù)可以相互訪問和擴(kuò)展組合。整車制造商可以將智能汽車原生能力封裝為標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)接口，并以服務(wù)的形式供應(yīng)用層調(diào)用，實現(xiàn)資源的充分共享。應(yīng)用層可以在不同的車型上實現(xiàn)復(fù)用，同時基于標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)接口，可以實現(xiàn)新功能的快速迭代和更新。因此，借助SOA架構(gòu)設(shè)計，并結(jié)合未來新型集中式電子電氣架構(gòu)，為實現(xiàn)軟件定義汽車奠定堅實基礎(chǔ)。

2.2.2 汽車SOA軟件分層模型

如圖4所示，在面向服務(wù)的架構(gòu)中，需要對服務(wù)進(jìn)行分層設(shè)計，至少包括原子服務(wù)、組合服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)。

（1）原子服務(wù)：原子服務(wù)是SOA中的最小服務(wù)單元和單一執(zhí)行實體（如傳感器、執(zhí)行器），是對底層邏輯的封裝，是架構(gòu)中可通用、可復(fù)用的功能單元，不具有再拆分的價值[12]。原子服務(wù)為應(yīng)用提供單一功能服務(wù)接口，一次開發(fā)可多次重用，構(gòu)成了SOA架構(gòu)中的底層基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。例如，將車內(nèi)空氣質(zhì)量傳感器、空調(diào)執(zhí)行器的基本接口封裝為原子服務(wù)，并將車內(nèi)空氣質(zhì)量參數(shù)、空調(diào)和空氣凈化系統(tǒng)狀態(tài)等封裝為原子服務(wù)，為上層服務(wù)架構(gòu)提供支持。

（2）組合服務(wù)：組合服務(wù)由多個原子服務(wù)組合而成，組合服務(wù)可以訪問和調(diào)用原子服務(wù)，實現(xiàn)更大范圍的業(yè)務(wù)。通過組合服務(wù)，可實現(xiàn)某種策略或控制邏輯，例如根據(jù)原子服務(wù)層車內(nèi)空氣質(zhì)量參數(shù)評估車內(nèi)空氣質(zhì)量。

（3）應(yīng)用服務(wù)：應(yīng)用服務(wù)基于原子服務(wù)和組合服務(wù)，旨在為智能汽車提供多場景下的整車服務(wù)、應(yīng)用功能，并優(yōu)化用戶體驗。原子服務(wù)和組合服務(wù)的設(shè)計側(cè)重于架構(gòu)的靈活性和可復(fù)用性，而應(yīng)用服務(wù)則專注于實現(xiàn)具體功能和優(yōu)化用戶體驗。例如，在實現(xiàn)車內(nèi)空氣質(zhì)量檢測和自動凈化功能的應(yīng)用服務(wù)時，系統(tǒng)會在檢測到車內(nèi)空氣質(zhì)量下降時自動觸發(fā)響應(yīng)機(jī)制，如開啟空調(diào)外循環(huán)和啟動空氣凈化系統(tǒng)，從而確保車內(nèi)持續(xù)保持較高的空氣質(zhì)量。

2.2.3 SOA服務(wù)接口

SOA服務(wù)的能力和特征由其服務(wù)接口定義[13]。服務(wù)接口是一種通信內(nèi)容定義，通過定義SOA服務(wù)接口，可以將服務(wù)從功能架構(gòu)過渡到軟件技術(shù)架構(gòu)，其決定服務(wù)之間的動態(tài)數(shù)據(jù)交互以及業(yè)務(wù)邏輯的行為和能力。接口定義獨立于通信協(xié)議，其建立了2個服務(wù)間的通信機(jī)制。SOA服務(wù)具有定義明確的可調(diào)用接口，通過配置服務(wù)映射關(guān)系，按照定義調(diào)用相關(guān)服務(wù)，可以形成業(yè)務(wù)流程。因此，服務(wù)接口定義構(gòu)成SOA架構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵部分。

2.2.4 SOA汽車軟件部署平臺

隨著新型集中式電子電氣架構(gòu)的發(fā)展和應(yīng)用，新架構(gòu)將成為部署SOA設(shè)計的最佳選擇，其主要原因有：（1）新架構(gòu)平臺可以搭載汽車開放系統(tǒng)架構(gòu)（Automotive Open System Architecture，AUTOSAR）中間件。應(yīng)用軟件可以直接調(diào)用公共標(biāo)準(zhǔn)接口，消除了應(yīng)用軟件針對不同操作系統(tǒng)接口的適配或變更需求，實現(xiàn)真正意義上的SOA“軟硬分離”特性。（2）新架構(gòu)域控制器平臺間可以通過以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其高帶寬特性可助力實現(xiàn)SOA的跨域協(xié)作。（3）新架構(gòu)平臺具備多線程、高算力以及可在多核處理器上并發(fā)運行的優(yōu)點，能夠處理大量邊緣觸發(fā)型數(shù)據(jù)。

因此，基于域控制器的集中式電子電氣架構(gòu)和車載以太網(wǎng)的車載網(wǎng)絡(luò)，可以滿足軟件定義汽車對信息處理計算能力、網(wǎng)絡(luò)帶寬的新需求，實現(xiàn)高算力支持，促進(jìn)軟件應(yīng)用持續(xù)升級[14]。

3 新型軟件定義汽車的開發(fā)與應(yīng)用

3.1 軟件定義汽車整體技術(shù)框架

新型軟件定義汽車整體技術(shù)框架呈現(xiàn)為“四橫三縱”布局，如圖5所示。

新型整體技術(shù)框架橫跨功能架構(gòu)、軟件架構(gòu)、物理架構(gòu)和集中式電子電氣架構(gòu)，縱貫數(shù)據(jù)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和安全架構(gòu)。子架構(gòu)之間互相依賴、協(xié)同運作，共同構(gòu)成新型軟件定義汽車宏觀電子電氣架構(gòu)。

功能架構(gòu)包括動力系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、智能駕駛、智能座艙和車身各功能區(qū)域的應(yīng)用接口以及應(yīng)用功能，是用戶功能的關(guān)鍵實現(xiàn)載體。功能架構(gòu)著重于滿足用戶需求，提供具體細(xì)化的解決方案，實現(xiàn)相應(yīng)功能，主要包括用戶功能方案設(shè)計、子系統(tǒng)劃分、邏輯組件劃分和接口關(guān)系定義。

軟件架構(gòu)借助軟件模塊實現(xiàn)上層功能需求，即通過軟件實現(xiàn)上層功能架構(gòu)中已明確的用戶需求解決方案，主要包括代碼服務(wù)定義、操作系統(tǒng)定義、OS適配、中間件協(xié)議棧、硬件驅(qū)動和虛擬機(jī)。

物理架構(gòu)借助傳感器、執(zhí)行器和ECU等電子電氣物理載體實現(xiàn)子架構(gòu)的約束需求，使功能邏輯實例可執(zhí)行，即通過電子電氣硬件連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、信息交互，將用戶場景需求實體化。

在新型集中式電子電氣架構(gòu)下，物理架構(gòu)的核心就在于區(qū)域控制器，通過區(qū)域整合，原本分散的汽車硬件就可以實現(xiàn)信息交互和資源共享，軟件可升級，硬件可進(jìn)行功能擴(kuò)展。

數(shù)據(jù)架構(gòu)的核心在于挖掘車輛數(shù)據(jù)，釋放和充分發(fā)揮數(shù)據(jù)價值，主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)應(yīng)用等。

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)借助CAN、LIN、FlexRay、5G和以太網(wǎng)等信息傳輸技術(shù)實現(xiàn)各電子單元之間的交互，進(jìn)而實現(xiàn)功能需求，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)貫穿于功能架構(gòu)、軟件架構(gòu)和物理架構(gòu)中。

安全架構(gòu)借助整車級、系統(tǒng)級安全技術(shù)確保整體架構(gòu)的安全性，主要包括功能安全架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)，安全架構(gòu)同樣貫穿功能架構(gòu)、軟件架構(gòu)和物理架構(gòu)中，保障整體安全性。

上述子架構(gòu)共同構(gòu)成了新型軟件定義汽車整體技術(shù)框架。在“四橫”布局中，集中式電子電氣架構(gòu)為基礎(chǔ)技術(shù)平臺，為其他架構(gòu)提供基礎(chǔ)。軟件架構(gòu)在橫向布局中則發(fā)揮了關(guān)鍵的承接作用，向下為物理架構(gòu)建立統(tǒng)一的底層軟件平臺，向上為功能架構(gòu)建立應(yīng)用軟件平臺，提供可復(fù)用的應(yīng)用軟件支撐。在“三縱”布局中，數(shù)據(jù)架構(gòu)縱貫功能架構(gòu)、軟件架構(gòu)和物理架構(gòu)，實現(xiàn)車輛數(shù)據(jù)價值挖掘和釋放。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)同樣貫穿功能架構(gòu)、軟件架構(gòu)和物理架構(gòu)，實現(xiàn)跨層間的信息交互。安全架構(gòu)則為其他架構(gòu)提供安全保障。

3.2 新型軟件定義汽車開發(fā)

3.2.1 開發(fā)流程與模式

相比傳統(tǒng)汽車，軟件定義汽車的開發(fā)流程具有以下3個方面的明顯不同。首先，軟件開發(fā)在整車開發(fā)中的比重將顯著增加，采用軟硬件并行開發(fā)的方式，實現(xiàn)了相互解耦、高效協(xié)同。在開發(fā)的各個階段，軟件都可以即時發(fā)布，不必依賴硬件。其次，硬件開發(fā)在車企平臺基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實現(xiàn)架構(gòu)化，以便在共用零部件的同時，實現(xiàn)開發(fā)設(shè)計過程中的通用方法。最后，軟件定義汽車采用閉環(huán)開發(fā)模式，根據(jù)用戶的個性化需求指導(dǎo)新功能或新車型開發(fā)，借助OTA技術(shù)實現(xiàn)功能的持續(xù)迭代和更新。

傳統(tǒng)汽車一般遵循V型開發(fā)模式，無法滿足軟件定義汽車快速更新迭代的需求。而軟件定義汽車開發(fā)模式為首先進(jìn)行整車系統(tǒng)解耦，對各子系統(tǒng)開展需求分析，然后根據(jù)系統(tǒng)需求分析，進(jìn)行并行開發(fā)和持續(xù)集成，最后完成發(fā)布。新開發(fā)模式使整車開發(fā)貫穿于汽車產(chǎn)品全生命周期。

3.2.2 軟件定義汽車應(yīng)用場景

軟件定義汽車使整車場景更加智能化、體驗化和個性化，在智能場景中，車、云和人得到有機(jī)結(jié)合，以下是3種典型應(yīng)用場景。

（1）自動駕駛場景：軟件定義汽車將為自動駕駛提供技術(shù)支撐。獨立于硬件的軟件可以進(jìn)行快速的迭代和升級，自動駕駛應(yīng)用的新算法、新增功能可以直接更新到汽車上，推動自動駕駛系統(tǒng)持續(xù)完善和進(jìn)化，加速高級別自動駕駛應(yīng)用落地。例如：消費者在購車時若選擇安裝自動駕駛功能包，可以通過OTA空中軟件升級持續(xù)提升車輛自動駕駛能力。當(dāng)車企研發(fā)出新的智能召喚功能或針對特定極端工況更新了自動駕駛算法，這些新功能和新算法均可以通過OTA快速升級到車輛中。

（2）智能網(wǎng)聯(lián)場景：隨著車用無線通信（Vehicle to Everything，V2X）技術(shù)的快速發(fā)展，軟件定義汽車將不再是信息孤島，而是人、車、路、網(wǎng)、云互聯(lián)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，例如：汽車的控制功能將不局限于汽車本身，可實現(xiàn)與智能家居產(chǎn)品的互聯(lián)互通。消費者可以通過車機(jī)系統(tǒng)或車輛語音指令提前控制家中的空調(diào)、掃地機(jī)器人等設(shè)備，享受舒適的家居環(huán)境。在家中，也可通過智能音箱語音指令查詢車輛狀態(tài)，實現(xiàn)車輛與家居的智能互動。

（3）智能交互應(yīng)用：基于軟件定義汽車，開發(fā)者可通過調(diào)用原子服務(wù)實現(xiàn)多樣化場景應(yīng)用。如圖6所示，汽車一鍵休憩服務(wù)允許車主通過APP、按鍵或語音控制發(fā)送指令，汽車將自動調(diào)整車內(nèi)環(huán)境至休憩模式，如關(guān)閉車窗、打開遮陽簾、調(diào)節(jié)氛圍燈、將座椅調(diào)整到舒適休息位置。

隨著智能汽車應(yīng)用的不斷豐富，汽車應(yīng)用商城將對應(yīng)用進(jìn)行分類，用戶根據(jù)個人需求在應(yīng)用商城訂閱服務(wù)，實現(xiàn)個性化用戶體驗。

3.3 軟件定義汽車應(yīng)用場景

（1）智能駕乘體驗：基于智能底盤傳感器信息，車輛可以獲取車輛當(dāng)前運動工況。通過軟件對底盤控制進(jìn)行優(yōu)化，可以顯著提升乘坐舒適性。此外，還能夠引入更多創(chuàng)新的駕駛體驗，例如坦克調(diào)轉(zhuǎn)行駛分式汽車90°橫移。

（2）用戶自定義場景模式：軟件定義汽車允許用戶根據(jù)個人喜好自定義場景模式，以滿足個性化的需求。例如，用戶可以自定義影院模式，在該模式下，座椅、空調(diào)、氛圍燈、娛樂系統(tǒng)將自動執(zhí)行用戶的預(yù)設(shè)設(shè)置。用戶也可以自定義洗車場景模式，在該模式下，汽車可以自動執(zhí)行提醒天氣狀況、自動關(guān)閉車窗、關(guān)閉天窗、折疊后視鏡等一系列自定義動作，以簡化洗車流程。

（3）后市場應(yīng)用場景：軟件定義汽車的新模式也將為后市場帶來創(chuàng)新應(yīng)用場景，為用戶提供更全面的車輛后市場服務(wù)和其他拓展服務(wù)，例如智慧城市、智慧充電、智慧停車等出行服務(wù)，車載社群、車載游戲等生態(tài)服務(wù)。

4 結(jié)束語

軟件定義汽車已成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，其傳統(tǒng)的架構(gòu)迫切需要創(chuàng)新與升級。本文對新型汽車架構(gòu)的關(guān)鍵特征進(jìn)行了深入分析，并對未來新型軟件定義汽車的硬件技術(shù)架構(gòu)和軟件技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)探討。在此基礎(chǔ)上，搭建了一個新型軟件定義汽車整體技術(shù)框架，并對軟件定義汽車的開發(fā)流程和可應(yīng)用場景進(jìn)行了研究。

軟件定義汽車將引領(lǐng)汽車產(chǎn)業(yè)邁向新的發(fā)展階段。未來汽車將具有更高的可持續(xù)性和環(huán)境效率，實現(xiàn)更高級別的自動駕駛能力，并在整個生命周期中持續(xù)進(jìn)化。未來汽車將提供更多服務(wù)、功能、體驗和應(yīng)用，推動人-車-路-網(wǎng)-云萬物互聯(lián)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

參 考 文 獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯 梵玲）

【作者簡介】

孫豐濤（1979—），男，珠海廣通汽車有限公司，高級工程師，研究方向為新能源汽車電氣架構(gòu)、動力系統(tǒng)及整車控制系統(tǒng)。

E-mail： sft529@163.com

劉偉川（1990—），男，珠海廣通汽車有限公司，工程師，研究方向為自動駕駛系統(tǒng)研究。

E-mail： ninjachuan@163.com

任建平（1994—），男，珠海廣通汽車有限公司，工程師，研究方向為自動駕駛算法研究。

E-mail： rjianpinhkl@163.com。