“打破孤岛”：软件定义汽车开发需要新方法

随着汽车制造商过渡到构建更多互联和软件定义的汽车，这些车辆可以定期接收无线更新，原始设备制造商现在必须努力集成来自不同供应商的车辆硬件，以确保无缝连接。Wards Intelligence 软件定义汽车首席分析师 Maite Bezerra表示，使用顶层作系统的软件定义汽车仍然严重依赖“中间件”，中间件充当连接车辆各种硬件组件的“粘合剂”。

根据 Wards Intelligence 2024 年 12 月的一份报告，“软件定义汽车”一词指的是全球汽车行业正在发生的更广泛的数字化转型。它包括车辆平台的进步，例如electrical/electronic (E/E) 电子电气架构整合，以及车辆硬件和软件的解耦。但根据 Wards Intelligence 的报告，这种转变也延伸到了汽车制造商的组织流程、结构和一级供应商关系，所有这些都在汽车开发过程中发挥着关键作用。

但是，随着庞大的全球供应商网络为数十家OEM 提供硬件组件，向构建 SDV 的转变也需要 更高级别的标准化认证以及与传统上为汽车行业以外的客户提供服务的软件开发商的更深入合作。“随着越来越多的原始设备制造商采用软件定义的车辆方法，正如您所说，中间件从连接软件组件并实现车辆内不同系统通信的粘合剂转变为现在它转变为更关键的角色，”小组成员、Vector北美嵌入式软件业务开发和销售总监 Brandy Goolsby 说。

中间件可以帮助汽车制造商管理日益增加的复杂性

Middleware作为连接车辆不同应用程序、系统和硬件组件的中间软件层，允许每个应用程序、系统和硬件组件进行通信和交换数据。据小组参与者称，它可以帮助汽车制造商更好地管理 SDV 日益复杂的问题。

汽车制造商此前曾使用供应商开发的嵌入式软件采购硬件。但为了为客户创造更好的数字体验，构建 SDV 需要一种完全不同的方法，汽车制造商现在必须考虑中间件在现代汽车中的作用。如今，客户希望他们的车辆始终保持更新，并跟上智能手机等个人消费电子产品的步伐。

“这是一个将集成和促进不同服务和系统互作性的层，这些服务和系统需要在这个新的现代车辆架构中进行交互，”Goolsby 说。Vector 是一家用于网络微控制器和高性能计算机的嵌入式电子设备和软件开发商。该公司还为 OEM 提供车辆作系统和开放的模块化软件生态系统。

汽车制造商在大规模管理软件定义汽车方面面临挑战

行业专家表示，随着车辆技术的复杂性增加，将需要更快、更安全的数据管理。随着汽车行业转向制造更多由软件提供支持的互联汽车，这些汽车不断通过无线方式更新，原始设备制造商正在迅速从以硬件为中心的车辆开发流程转向软件优先的方法。这一支点还包括人工智能的集成和为基于软件的车辆采用基于云的开发环境。

为了支持这一转变，传统汽车制造商在数据管理和技术集成方面仍然面临挑战。该小组由 Wards Intelligence 软件定义汽车首席分析师 Maite Bezerra 主持，包括来自博世、Stellantis、Toptal 和嵌入式边缘可扩展开放架构 （SOAFEE） 行业组织的行业专家，该组织正在与汽车制造商合作，加快软件定义汽车的开发。SOAFEE 旨在创建一个使用支持多种硬件配置的云原生架构的开源车辆平台。

向云开发模式的转变

“SOAFEE 实际上更多的是将一些现代软件技术引入汽车软件开发，”小组成员、该组织的管理机构代表罗伯特·戴伊（Robert Day） 说。“在过去的几三年里，人们实际上开始使用在云开发中得到充分开发和广泛使用的工具、技术和方法在云中进行开发。”尽管采用基于云的软件开发方法是技术领域开发人员的常见做法，但对于一些传统汽车制造商来说，这是一个全新的领域。“问题是汽车不是云，”戴说。“它具有安全性、相互物理性、异构计算等功能。”

汽车制造商面临的软件开发挑战也促使原始设备制造商需要招募顶尖人才，将该技术集成到下一代汽车中，通常来自行业外部。一些公司正在提供服务来加快此类招聘。

“我们 [汽车制造商] 始终是硬件第一，现在正在转向软件，然后是硬件，”小组成员、Stellantis 虚拟验证平台总监 Sangeeta Theru 说。“工具、流程......一切都在改变，“她说。Theru 还强调了培训 Stellantis 内部团队的重要性，并补充说该汽车制造商最近为员工推出了“关于 AWS 云和架构的大型培训”。“在提高技能和培训内部人员方面付出了很多努力，”她说。

SDV汽车制造商必须善于管理大型数据集

据小组成员称，车辆复杂性增加的一个主要驱动因素是汽车制造商使用人工智能驱动的软件推出更先进的驾驶员辅助系统和自动驾驶功能。例如，具有自动驾驶功能的车辆配备了数十个摄像头和传感器，为一辆汽车生成“很多很多 TB 的数据”，在大型车队中扩展到“远远超过 PB”，小组成员、ADAS 产品管理人员兼博世技术专家 Steven Miller 解释说。“显然，你不会上传所有这些数据，”他说。“另一个更困难的数据问题没关系，上传到云端的正确数据是什么？”

随着更先进的自动驾驶功能的推出，汽车制造商需要善于处理和合并极大的数据集。这些挑战之一是实时处理大量车辆数据，以及使其更易于管理与云之间的传输。汽车制造商还必须决定将哪些车辆数据上传到云端来训练人工智能模型。因此，小组成员强调 OEM 需要创建高效的数据管道来管理这种复杂性。小组成员还预计人工智能将集成到其他车辆系统中，例如远程诊断和信息娱乐系统。人工智能的使用也可能扩展到企业组织流程,“这是我们在汽车行业看到的最具变革性的转变之一”。

使用标准化程度更高的软件

小组讨论还深入探讨了汽车制造商采用更高标准化水平的开源软件以减少开发时间和成本。2024 年 11 月，松下汽车系统公司和 Arm 宣布合作标准化汽车架构。两家公司表示，他们认识到该行业需要从以硬件为中心的开发模式转变为软件优先的开发模式，以应对高成本、特定于供应商的车辆专有接口带来的挑战。虽然出于安全和责任问题，传统上对开源汽车软件的使用持谨慎态度，但行业将其用于安全关键型车辆系统的兴趣显着增加。报告显示，目前79%的汽车软件专业人士使用开源工具和/或车载软件进行开发，积极为开源项目做出贡献的用户数量比去年增加了4%。

戴伊解释说，开源的一大优势是它为公司之间提供了标准。“如果你开始使用开放标准或开源，它会让协作变得更容易，” 戴伊还强调了原始设备制造商面临的另一个长期战略决策。“你会选择先开源什么？你实际上会在内部保留什么？

尽管车辆采用开源软件的前景，但小组成员承认一些关键领域需要更多关注，包括网络安全。该领域对于自动驾驶和联网信息娱乐系统更为重要，这些系统可用于支付商品和服务，例如电动汽车充电会话。戴伊提出了一个关于安全的批评点。“我认为它没有得到足够的关注，当然也不认为 [汽车制造商] 在上面花了足够的钱，”他说。

据芯片制造商 Arm 称，一辆当代汽车上的代码总量可能超过6.5亿行，这个数字在未来只会增加。但据该公司称，软件将彻底改变驾驶员与车辆交互的方式，并重新定义原始设备制造商和车主之间的关系。

SDV 开发的其他挑战

SDV 还需要系统之间的高度互作性，这对于几十年来一直采用以硬件为中心的车辆开发方法的传统汽车制造商来说是一个新的挑战。这种互作性确保汽车制造商能够提供更多客户期望的互联服务。

但专家表示，SDV 的开发还要求汽车制造商在其企业运营中实施组织变革，以支持新产品开发。原始设备制造商面临的另一个挑战是确保车辆软件符合更高层次的信息安全标准，但是汽车制造商通常不专注于这一关键领域。“你必须打破房子里面的孤岛，你必须打破房子外面的孤岛，因为我们必须作为一个行业团结起来，才能真正了解什么可以共同创造，” Goolsby说。