怎麼看待軟體定義汽車？專家們有話說

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汽車生态系統正在向軟體定義汽車轉型，催生了包含更多軟體的新架構。 Semiconductor Engineering 與諸多行業專家一起探讨了這一變化，包括Arm汽車業務線産品和解決方案副總裁 Suraj Gajendra；Cadence汽車研發研究員 Chuck Alpert；英飛淩區域控制器和配電應用經理 Steve Spadoni；英特爾汽車首席技術官兼首席人工智能工程師 Rebeca Delgado；瑞薩電子高性能計算汽車産品線進階總監Cyril Clocher；西門子 EDA混合與虛拟系統副總裁 David Fritz；Synopsys系統設計組進階總監 Marc Serughetti。以下是該讨論的摘錄。

SE：汽車生态系統正在經曆一場前所未見的技術演變，包括向軟體定義汽車的轉變。為了為本次讨論設定基線，您對 SDV 的定義是什麼？

Gajendra：軟體定義的汽車是一種概念、一種趨勢、一種想法，整個生态系統可以為汽車帶來新的功能和新的使用者體驗，貫穿從汽車傳遞使用者到最終生命周期。這是一個相當豐富的概念。有很多基礎設施需要整合在一起，例如雲中的軟體開發、軟體開發到汽車上的無縫部署、無線更新的整體部署以及連接配接。簡而言之，軟體定義汽車的概念期待着一個我們可以在汽車的整個生命周期中帶來新體驗、新功能和新特性。

Alpert：在思考 SDV 的含義時，一個例子就是電池——尤其是在電動汽車中。我不是在談論不斷發展的電池技術，而是在談論過去當你想在車庫裡給汽車充電并且擔心引發火災時，你會想，‘不，不要不要這樣做，因為你的整個房子可能會被燒毀。”這個想法是，在過去，也許我們可能會在電池上放置一個溫度傳感器，但現在我們實際上擁有可以監控它的軟體。它甚至可能有人工智能來預測電池是否達到某種可能在未來引起火災的狀态。您還可能有一些裝置可以連接配接到電網并了解何時是充電的好時機，因為這是一個低使用時段，是以它更便宜。這隻是汽車的一部分，但你可以想象你想在它上面放置一整套軟體，以便連接配接到宇宙。您需要一個軟體定義的車輛平台，以便此平台或汽車的所有其他部分與世界溝通并提供最佳的使用者體驗。

Spadoni：英飛淩對軟體定義車輛的定義是對架構的重新定義，具體來說，是電氣和電子架構、功能配置設定以及車輛的整個拓撲，從發電和存儲到配電和高計算。這确實意味着新的電氣架構，并且會對涉及的每個 OEM 和一級供應商的業務模式産生影響。這是過去 30 年來對以前方法的重大改變。

Delgado：軟體定義的車輛不僅僅是無線更新。這确實是一種新的方法論和新的理念，涉及如何建構車輛的每個組成部分，以随着時間的推移繼續提供價值，其中價值與提供使用者體驗的軟體緊密相連。最終，這種架構必須支援如何随着時間的推移傳遞這種新價值的不同實踐。非常有趣的是，許多其他行業已經完成了這些轉向軟體定義架構的實踐。英特爾擁有大量的傳統，并且實際上幫助了這些行業的轉型。這種轉變确實是我們在這裡觀察到的。這是一個難以置信的機會，如果做得不好，也可能會帶來危機。

Clocher：打個比方，汽車就是新的智能手機。但對我們來說，還不止于此。是的，我聽說過這個平台，這是我們在未來十年将看到的主要架構演變。對于瑞薩電子來說，随着行業從分散式經典計算轉向采用區域架構的集中式經典計算，這将是一個增強使用者體驗、為行業創造新收入來源的旅程。我們可以将所有這些流行語應用到軟體定義的車輛上。這些平台将需要大型計算機和重型複雜的硬體解決方案，這将在汽車的整個生命周期内産生演變和更新，但我們知道——至少在瑞薩電子，當然還有其他一些參與者和晶片供應商——這将需要大量的硬體資源來管理我們部署這個平台的想法。

Fritz：我認為軟體定義的車輛與迄今為止提到的有點不同。多年來，硬體團隊進行設計，軟體團隊進行設計，所有這些最後需要結合在一起。在汽車領域，這将成為一場內建風暴，這是一場噩夢。由于已經提到了新的計算要求，這使得問題變得更加複雜。是以我的看法是，作為具有工程背景的人，我們傾向于深入研究我們将如何做事。我們過早地讨論“如何做”，這裡的很多讨論都是這種方法的典範。當我研究軟體定義的車輛時，我會研究為什麼軟體需要在硬體上有效運作如此重要。對于該硬體，為什麼它在軟體上正确運作很重要？然後你可以決定如何整合一種新的方法來将這些東西整合在一起。過去，它被稱為硬體/軟體協同設計。我們已經進行過多次嘗試，正如前面提到的，其他行業也已經實作了這種轉變。汽車的獨特之處在于，它不僅僅是需要發生的一種轉變，這是數百或數千個轉變。生态系統需要徹底改變，我們現在看到這種情況正在發生，你需要将所有這些整合在一起。這确實是一種方法論，您需要工具、流程、思維、組織進行變革，以便他們能夠以現實的方式實作這一轉變。 SDV 是一個巨大的轉變。這是汽車行業轉變為長壽且能夠滿足客戶期望的一種方式，而這種期望已經有一段時間了。

Serughetti：歸根結底，如果我們從頂層角度出發，SDV 是為客戶帶來和增強汽車體驗的一種手段。這是 OEM 所關注的最終結果，但他們從如何提高 OEM 效率以及如何創造新商機的角度來看待它。我們看待它的方式，以及重要的是它對行業的影響，對流程、方法、人員、生态系統和技術的影響。這确實是汽車市場的一次轉型，将從根本上改變行業的發展方式，并将OEM帶入一個他們真正關注如何提高傳遞汽車效率、如何帶來新功能的世界，但在同時，他們也如何發展自己的業務。

SE：正如你們所描述的，SDV 需要許多互相依賴關系，整個生态系統必須了解“原因”，然後再制定實作目标的計劃。目前生态系統在實作 SDV 方面處于什麼位置？

Fritz：OEM在過去幾年中決定他們必須掌控自己的命運。他們不能簡單地接受供應商提供的東西。他們需要一種方法論——比如整個 SDV 概念，以及提供該概念所需的任何工具——來向他們的供應商下達，“這就是我需要的，如果你不能為我做這件事，我會去找一個願意的人。”這不是從 IP 到二級、一級、再到 OEM 的舊生态系統，這給了他們有限的選擇。是以當我說“徹底颠覆生态系統”時，這就是正在發生的事情。但每個 OEM 都有自己的生态系統，而且它們并不都在同一個地方。即使在不同地區，它們也可能有很大不同。

Delgado：這是一個關鍵的讨論，也是行業最終必須解決的問題。生态系統轉變的程度包括技術演變中的作用。未來幾年，汽車中的晶片預計将增加四倍，以定義最終使用者的車内體驗。歸根結底，角色轉換的複雜性是如此之大，以至于專有的、分散的和破碎的方法實際上無法使行業以傳遞和滿足需求所需的速度進行轉型。但最重要的是，他們不會解決實施和允許這種價值傳遞機制所需的實際技術變革。歸根結底，這就是英特爾真正認為協作至關重要的地方，任何想要參與此生态系統的人都必須提供可擴充性——也稱為對我們的 OEM 和一級供應商的不同産品線的自上而下的支援，必須支援這些不斷發展的更高性能和更高性能的計算需求，而不是采用分散的方法。它必須是面向未來的，因為你最終會推出這輛車。是以，某些硬體必須在一定的承受能力範圍内适應未來，并且必須有一個圍繞這一點的政策。然後生态系統和協作必須能夠提供這種聚合。它必須通過某些錨定技術來完成，這将使我們能夠提供這種性能。協作是關鍵，因為這些技術不能單獨擁有，更不用說由 OEM 在孤島中擁有、定義、開發和內建，并具有專有的端到端架構定義。顯然，實際實施上會有差異，但總體而言，技術必須可重用，特别是來自其他已經完成軟體定義轉換，然後以正确方式調整以滿足汽車需求的垂直行業。

Spadoni：可能有各種各樣的實作。在英飛淩，我們與OEM和一級供應商合作，我們看到了不同的方法。例如，通用汽車公司采用了更多的子產品化方法來模拟手機領域發生的情況。福特和 Stellantis 似乎采取了更為務實的做法，但他們都面臨着非常相似的挑戰，即負擔能力已成為一個大問題。将會出現多代的實作，并且您将看到如何為這些額外硬體付費的努力。它導緻在實施其他系統時進行權衡，這些系統必須節省開支才能負擔得起。沒有人會走進經銷商并說：“給我一輛軟體定義的汽車。”每個人都在尋找價值，現在随着銷量的下降，你可以看到這一點。高價位購買者已經飽和。OEM希望獲得更多銷量，這意味着他們必須轉向成本較低的車輛，這将影響電氣和電子架構以及軟體定義的車輛。

Clocher：我将我們所看到的總結為對生态系統的影響。我們正在轉向以 OEM 為中心的生态系統。一種尺寸并不适合所有情況，這意味着OEM将有不同的品味，他們希望在軟體定義的車輛中擁有不同的內建級别定義 - 特别是考慮到我們都必須完成的更複雜的任務，而不是我們面臨的挑戰必須解決，因為我們不是在談論軟體定義車輛的通用保護傘。但這确實意味着 OEM A 和 OEM B 的不同實作和不同含義。我完全同意 David 和 Steve 的觀點，即我們至少對市場本身還沒有達成共識。這很好，因為這會帶來差異化，最終這就是為什麼客戶會選擇A 而不是B。這就是行業希望看到的——繼續差異化，繼續為最終産品增加價值。

Serughetti：當然，這一切的重要一點是，你正在打破當今存在的模式。這是最大的挑戰之一。我們曾經有一級負責建構盒子和傳遞軟體。這是一個完整的黑匣子。到了整合的時候，就會出現各種各樣的問題。現在你要打破這個嗎？ OEM 面臨的挑戰是如何做到這一點。他們想要控制軟體，但現在他們有能力做到這一點嗎？今天，我們看到一些傳統 OEM 在建立軟體組織時遇到的問題、CARIAD 以及所有試圖這樣做的組織所面臨的挑戰。改變這些公司并不容易。當然，新進入者不存在這個問題，因為他們采用全新的設計，而不是傳統的方法。是以對于OEM來說，關鍵是如何掌控軟體。這對于流程、靈活開發、數字孿生以及每個人都在談論的所有這些技術意味着什麼？另一面是，“這個軟體一切都很好”，但這個軟體運作在所有提供硬體的公司上，這對它來說至關重要。您可以擁有最好的軟體，但如果您的硬體不能支援性能、功耗和所有這些方面，您就不會成功。是以，生态系統正在不斷發展硬體、軟體和所有這些的結合方式。 OEM 希望成為中心點。這就是我們在推動這一轉變發展的流程方法論方面所讨論的内容。

Gajendra：我們在這段旅程中處于什麼位置？我們已經走了多遠？我們要去哪裡？回到之前提到的關于供應鍊演變的觀點，五年前，如果我們坐在這樣的小組中讨論軟體定義的車輛，對話将會完全不同。它将一直受困于我們在過去 35 或 40 年的汽車行業中看到的傳統供應鍊。這裡基本上有兩個方面。供應鍊正在不斷發展，而我們作為一個社群（例如這個團隊以及社群中的許多其他人），合作開發的産品将是合作夥伴滿意的關鍵。今天在雲中使用虛拟平台來嘗試左移并開發和驗證其中一些技術和軟體五年前甚至還沒有，是以我們已經走了很長一段路。作為行業，我們共同取得了很多進步。是的，要真正擁有真正的軟體定義車輛，我們還有很長的路要走。我們可以去經銷商那裡索要一輛軟體定義的車輛。但我們看到各種技術提供商正在努力確定我們最終在硬體中擁有的技術以某種虛拟形式提供，無論是快速模型還是雲中的任何形式，對于汽車領域的絕大多數軟體生态系統來說，這是一個巨大的變化。我在嵌入式世界，人們實際展示的虛拟平台和示範的數量——像我們這裡的晶片合作夥伴，英特爾、瑞薩、英飛淩、EDA 公司——表明了一種強烈的運動，讓我們建構一個基礎設施，我們可以建構基礎設施，然後向OEM提供基礎設施，有很多工作正在進行。我們将共同打造全面的基礎設施，無論是虛拟平台還是其他平台，變得更加豐富、更加強大。

Alpert：當然，OEM必須掌握自己的命運。過去，他們會通過差異化來做到這一點，也許是因為他們有更好的發動機性能，或者其他一些功能。但展望未來，差異化将在于他們的軟體。誰能開發出能夠提供額外價值的軟體，并打造品牌，誰就能脫穎而出，這就是趨勢。就如何實作這一目标而言，共享生态系統非常重要。SOAFEE是一種潛在的方式，與虛拟平台一起，您可以提供一個共享的開發生态系統，但仍然允許每個人進行差異化和即插即用。這就是我們與 Arm 密切合作，嘗試專門用于此目的的參考設計的原因之一。但再次強調，我們并不是說，這就是你使用的設計。關鍵是，讓我們從某個地方開始，然後人們就可以開始交換碎片并做不同的事情。隻要OEM能夠即插即用，那麼他們仍然可以實作差異化。但他們不必自己發明一切，否則成本太高。