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解析長安SDA架構

作者:電動汽車觀察家
解析長安SDA架構

長安的“仗”,一場接着一場。

8月31日,長安汽車釋出了一份重要的二季報:受疫情和晶片短缺影響,其當季實作8.1億元的扣非淨利潤,其中自主扣非淨利潤8.61億元,成為核心利潤支柱。

此刻,長安終于結束曆時近四年的艱難轉型,結束對合資品牌的利潤依賴。但戰鬥并沒有結束。

8月29日,長安汽車正式亮相解析了具備“硬體可插拔、場景可編排、生态可随需、系統自進化”技術特征的SDA架構,和基于SDA打造智能品牌——“諸葛智能”。

而首款應用SDA架構的CD701原型車,用以展示長安“新汽車”概念下,“互動、智駕、生态”三大核心體驗。

雖然深藍主打多動力結構的首款産品才剛剛開始傳遞,但長安已經迅速揮出了第二擊:“我們将以‘北鬥天樞’計劃為主線,到2025年,陸續推出30餘款智能網聯全新産品。” 長安汽車董事長朱華榮在會上表示。

天樞落地成諸葛。新能源品牌矩陣才剛剛落地,迫不及待的長安便“不帶代價”地切入智能化戰場。

長安能否在智能化競争中搶得先機,在很大程度上将取決于SDA架構到底是什麼?水準又如何?

01

集中化計算平台,對标特斯拉

“基于DDS(資料分發服務)标準分别在C2、EDC、VIU進行了裁剪和适配,是全球第二家在MCU上量産應用的整車企業。” 長安汽車副總裁、公司科協主席張曉宇在大會上這樣介紹SDA架構的中間件層。

另一家實作量産應用的整車企業應該指的是特斯拉。

解析長安SDA架構

從設計邏輯上,長安的SDA架構與阿維塔的CHN技術平台完全一緻。都采用六層架構分布:機械層、能源層、電子電氣架構層、作業系統層、應用軟體層和雲端大資料層。

但在核心的電子電氣架構層(EEA),從目前的表述來看,SDA要比CHN更為集中化。

應用CHN架構的阿維塔11采用動力、智駕、智艙和車身四大域控的方式,也是目前主流的域控EEA架構模式。

但長安的SDA則要更像特斯拉Model Y的EEA模式:“由C2(中央計算機)+EDC(體驗計算機)構成的中央計算平台”,加上三個VIU(區域控制器),由“以太網+CANFD”的主幹網絡相連實作信号通訊。

其中,C2指算力為508TOPS的智能駕駛算力平台,EDC則是圖形算力為2000GFLOPS的智能座艙平台。三個VIU負責網絡管理及就近裝置的配電和控制,已實作動力、底盤、空調熱管理和車身的15個控制器跨域內建。

盡管長安未展示實際的架構圖檔,但從“構成的中央計算平台”來推測,C2與EDC将像特斯拉的“中央計算平台”一樣,将兩大核心控制器集中在一塊闆子上。

盡管這樣的計算平台并非真正意義上的“中央計算平台”,即在采用同塊SOC上完成包括智艙、智駕等所有功能的感覺鶴決策。但相比在不同域控制器上的做法,特斯拉和長安SDA這樣的集中化将進一步縮短通信線路,加快響應速度的實時性。長安官方也表示,SDA架構下整車線束長度減少10%-20%。

但另一方面,集中化對軟硬體的功能安全挑戰更高,對資料分發的實時性和準确性的要求也更高。

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為此,長安SDA的通信網絡采用百兆以太環網為主幹,核心控制器間搭載了千兆網絡。

“同時通過采用TSN(時間敏感網絡)、環網備援等技術,解決傳統以太網資料傳輸亂序、丢包等問題,系統時間同步精度小于1微秒,實作資料的0丢失,以及鍊路損壞時50毫秒内通信恢複,單點通信故障能夠無感恢複。” 張曉宇表示。

02

實時作業系統+SOA軟硬解耦

長安SDA的作業系統層也同樣強調實時性,采用自研的RTDriveOS智能駕駛作業系統。

RTOS(Real-Time Operating System)即實時作業系統。與通用的分時作業系統(Linux、Windows、Unix等)相比,嚴格按照優先級來配置設定CPU時間,其正确性需要同時滿足系統計算的邏輯結果和邏輯産生的時間。

換而言之,在智能/自動駕駛系統工作時,該作業系統的着力點在于在正确的時間,将正确的指令發送給正确的執行器。畢竟沒有人希望在碰撞發生後,車輛才緊急制動。

張曉宇表示:RTDriveOS主要由虛拟化引擎、性能域、實時域、抽象層、中間件等組成。

可實作單CPU模拟多CPU ,允許一個平台同時運作多個作業系統,虛拟化算力損耗控制在3%以下,實作硬體資源的安全共享;

持相容Linux生态;系統響應時間小于5微秒;屏蔽3種以上的作業系統接口差異,屏蔽50種以上的硬體接口差異,在支援駕駛應用的軟硬解耦,實作部分硬體可插拔替換。

解析長安SDA架構

在內建化、高實時性的軟硬體電子電氣網絡架構上,長安SDA的中間件和應用層進行了軟硬解耦的SOA化。

在應用層,BotStudio将整車傳感、執行應用抽象化為可自由組合的原子化服務,并打造标準化接口供開發者調用服務。

長安官方表示,目前SDA架構已經實作超1000項服務化接口可調試,建立了一套可複制、可移植的标準體系,新功能開發效率提升30%以上。

軟硬解耦是軟體定義汽車的核心技術支撐,包括上汽、長城、吉利在内的國内外車企都在該領域投入研發力量,以期掌握智能化的核心Know how。

而SOA過程中如何确定原子級服務的顆粒度将考驗每家對未來新型汽車形态的前瞻定義和軟體實作能力。

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CD701在一定程度上展示了長安對“軟體定義汽車”下,新形式汽車的預想。

CD701将車内空間分為前艙、後艙、擴充艙,營造出“一室”“一廳”“一露台”的空間格局。

“一室”是與使用者的駕車、休息、工作等行為習慣深度融合的智慧移動空間;“一廳”可将兩個長凳布局轉換為轉換為電影院模式,座椅達成零重力放松,使使用者包覆在溫和的淺色調中,享受徹底的放松與休閑。“一露台”則可通過與車頂、車後等外部空間的聯通,配合生态化的功能模組後裝和疊代服務, 提供多樣的戶外休閑場景組合與變化,使用者可以将它變為床車、桌遊區、夜店等。

03

雲端算力中心+硬體通用平台

“長安汽車的SDA軟體驅動架構實作了‘三大目标’:集中化的電子電氣架構、服務化的軟體架構和标準化、抽象化的硬體架構。”長安汽車總裁王俊在釋出會上表示:“未來SDA架構還将實作 “兩大預期”:全生命周期的持續服務;實作端雲一體的自我進化。”

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具體而言,全生命周期服務指基于智能汽車實作新的汽車商業模式,包括内容營運、主動服務等數字化産品,貫穿車輛“買賣用修服”的全生命周期;

端雲一體化則指車端和雲端的算力協同。長安設想在标準化架構下,大規模的智能汽車車端算力可形成算力池,進而使車企同時有可能成為算力供應商;另一方面,雲端算力則将通過車端資料驅動,實作各類算法、應用的疊代更新。

持續服務和自我進化,将建立在車端硬體的高通用性,和雲端資料中心這兩大“基建”之上。

長安計劃推動SDA未來在機械和能源層的硬體通用率達到80%以上,而電子電氣架構、作業系統、應用軟體和雲端大資料層的平台化則達到90%以上。

硬體高度通用的平台化不僅将幫助車企實作規模經濟,同時在智能化時代也意味着車輛收集到更多标準的車内外感覺資料,進而形成“資料規模優勢”。

長安正在打造行業領先的算力中心,具備千萬級車輛接入能力,日均處理資料可達100億條。

04

SDA所支撐的長安未來

“這5年的最大成果,便是SDA架構。”4月的長安新能源技術分享會上,長安新能源汽車科技有限公司CEO鄧承浩這樣說道:SDA包括EPA0、EPA1和EPA2三大車型平台。

其中已經上市的深藍03和即将于明年1季度推出的跨界SUV車型C673出自EPA1;糯玉米則應用EPA0平台;而介于皮卡和SUV之間的新汽車CD701是否就出自EPA2平台,目前還不得而知。

鄧承浩表示,EPA1是長安新能源的核心産品陣地,也是深藍的主要發力區間,瞄準15-30萬元價位新能源市場。目前,深藍在手訂單達到4萬輛。

按照長安的計劃,在2025年前将推出30餘款智能網聯産品。為此,長安在内部對“香格裡拉和北鬥天樞”計劃持續投入。

自2017年啟動第三次創業,長安自主機闆塊累計研發投入231.72億元。2022年上半年自主機闆塊(不含新能源)研發投入25.35億元(費用化率76%),同比增長29.34%。其中,軟體+智能化投入,總額3.31億元,同比增加125%,占總研發投入13.1%,保障APA7.0、SDA架構等落地。

不過這一研發投入規模相比其它自主頭部及自主合資汽車集團動辄10年千億的投入來說,并不算非常多。其智能化産品的産出另一方面則源自長安的開放态度。

長安是最早采用地平線征程3的中國車企之一,UNI-T的智能駕駛能力便是通過長安與地平線的深度協同建立起來。此後UNI-V的智能駕駛能力則絕大部分源自長安的自主能力。

上半年,高單價的UNI系列和CS75\55系列在長安自主品牌中的銷量占比增長了10%,帶動長安乘用車整體價格增長3%,10萬元以上車型占比達到70%。

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目前SDA架構下智能座艙所采用的系統為梧桐車聯,其是長安與騰訊的合作産物。

阿維塔作為華為HI模式的三個席位之一,長安還拉上了甯德時代參股。今年年底,阿維塔的銷售服務網絡将覆寫全國110個城市,華為門店也将進入阿維塔的銷售管道。

長安希望2025年自主品牌總體銷量達到300萬輛,新能源占比35%(105萬輛),其中深藍5款車型銷量達到70萬輛;2030年整體銷量達到450萬輛,新能源占比60%(270萬輛),深藍達到7款産品,100萬輛的規模。