复杂的汽车软件:您的策略是什么?

软件专业知识和经验正在成为汽车行业供不应求的至关重要的核心竞争力。嵌入在每种新车型中的软件功能的不断增长,将需要OEM,一级和软件供应商提高竞争力。软件平台是一种必需的策略,能够跟上客户对联网汽车和以应用程序为中心的信息娱乐系统以及许多ADAS功能的需求而引起的软件爆炸。
在本文中,我将通过探索汽车软件平台,市场和技术趋势,来完成关于汽车行业面临的挑战和选择的摘要。
首先,让我在下表中总结汽车行业中使用的关键软件平台的状态。
该表中的前七个条目已在上一列中进行了描述。其余软件平台总结在下表中,并在第一栏中以红色标记。

Note: AUTOSAR=AUTomotive Open System ARchitecture; AGL=Automotive Grade Linux; C-S=Cybersecurity; ECU=Electronic Control Unit; NCAP=New Car Assessment Program; SoC=System on Chip; SW=Software; TSP-Telematics Service Provider; UN=United Nations;

OTA软件平台

空中(OTA)软件更新技术是在高科技行业开发的,但是OTA产品已成为汽车软件业务不可或缺的一部分。这对于汽车行业来说,由一级供应商带头管理或控制关键的OTA软件平台就显得尤为重要。
由于2015年收购了Red Bend和Symphony-Teleca,Harman成为OTA软件更新解决方案的领先供应商。Aptiv还于2017年收购了Movimento,从而进入了汽车OTA领域。其他几家一级供应商也通过提供OTA功能收购或与高科技OTA供应商合作。通用,福特,宝马和特斯拉都属于此类,将来可能还会有更多的OEM这样做。Tesla软件更新基于Harman的OTA平台。特斯拉在OTA方面处于领先地位,目前每年为其ECU进行10多个主要软件更新-不包括对其AutoPilot系统的许多其他更新。
一些汽车OEM通常通过结合自己的努力和已建立的OTA平台的可用技术来开发自己的OTA平台。Harman的Redbend OTA软件平台被认为是汽车远程软件更新的领导者。
出现了新的OTA技术,该技术将OTA定位为软件生命周期管理,重点是创建和使用阶段。这意味着OTA软件功能已与软件开发平台集成在一起,并作为其维护活动的一部分。Aurora Labs是采用这种方法的OTA公司的一个示例。策略是将OTA平台定位为软件诊断工具,以帮助识别和修复软件错误。这种趋势还将OTA平台转变为服务业务。

网络安全平台

网络安全软件需要保护汽车中的多个系统。互联网关普遍存在于互联汽车中,并且需要网络安全软件客户端以及通常内置的网络安全硬件。网关可能还具有网络安全软件,以保护通过汽车总线网络的通信。最重要的ECU也需要自己的内置网络安全软件客户端。有许多网络安全公司专注于汽车行业,其中许多是新兴公司。例如Argus(由Continental收购),GuardKnox,Karamba,Iredeto,Regulus Cyber,SafeRide Technologies和Trillium Secure。
阿格斯被认为是汽车网络安全的领导者。Regulus Cyber包括防止GPS欺骗的保护,这是一个日益严重的问题。SafeRide包括针对汽车以太网的保护。
与网络安全软件客户端一样重要的是基于云的SaaS平台,用于网络安全,通常称为网络安全运营中心(SOC)。基于云的SaaS网络安全平台可在没有车队的车载网络安全软件客户端的情况下使用。上游安全是在汽车行业提供此类服务的领先公司之一。一些提供网络安全软件客户端的公司还提供了SaaS平台,可与其车载软件客户端和/或网络安全硬件进行交互。

驾驶舱域ECU平台

座舱域ECU将座舱显示功能和信息娱乐功能集成到单个系统中。座舱域ECU可以包括多个显示器,例如座舱显示器,中央堆栈显示器,后视镜显示器和平视显示器。信息娱乐系统包括多个系统,例如音频组件,各种用户界面(旋钮,触摸,语音)和智能手机应用程序集成。远程信息处理系统可能包含在高端版本中。
这种集成需要功能更强大的软件平台,并以高性能SoC硬件平台为基础。集成优势来自消除了多个ECU和子系统,从而节省了硬件成本,减少了零件和供应商,节省了重量和空间。
座舱域ECU软件平台主要基于信息娱乐软件平台,例如操作系统,OTA,网络安全,虚拟个人助理(VPA),智能手机应用程序集成等。顾名思义,该操作系统必须服务于要求ISO 26262认证的安全关键系统。如果使用Linux版本,则将需要管理程序以及其他经过认证的操作系统。
自2017年开始量产以来,座舱域ECU处于早期增长阶段。软件平台增长和SoC芯片的潜力巨大,到2025年可能达到数千万个单元。
伟世通(Visteon)一直是向驾驶舱领域ECU提供产品的早期领导者,而Aptiv则是他们进入市场以来的又一领导者。许多其他领先的一级供应商,例如博世,大陆集团,哈曼,马瑞利和松下,也已经准备好进行产品量产。

ADAS软件平台

高级驾驶员辅助系统(ADAS)包括许多有助于驾驶员的功能。ADAS包括SAE的六个自动驾驶级别的四个级别-0级,1级,2级和3级。L0没有自动化,并且包括警告功能,例如停车辅助,盲区,车道偏离警告(LDW),碰撞警告和驾驶员监控。在许多国家/地区出售的大多数汽车上都可以使用L0功能。
L1提供驾驶员辅助功能,但对汽车的控制有限。三个主要功能是自适应巡航控制(ACC),车道居中和半自动停车。L2提供部分自动化,但是驾驶员必须始终监视行驶情况。L2示例是交通拥堵辅助和自动驾驶受限。L3主要由针对特定环境的高级自动驾驶仪组成,例如高速公路,低速市区和自助泊车。驾驶员可以脱离驾驶功能,但必须准备好在L3系统要求时在几秒钟内重新接合。
ADAS的所有功能均由软件定义,该软件从摄像头,雷达和超声波传感器接收数据。低成本的激光雷达正在出现,以实现L2和L3功能。
监管是ADAS增长的重要因素,因为联合国已经批准了广泛的安全标准,许多地区特定的NCAP组织正在实施这些标准。欧洲NCAP的进度很积极。
随着L0-L1 ADAS集成的出现,ADAS域ECU出现了。主要重点是用于L2-L3功能的ADAS域ECU,这些功能具有多个SoC和广泛的软件平台。
如果您需要有关ADAS部署的详细信息,则IHS Markit可以提供OEM品牌和型号的所有ADAS功能的历史和预测数据,包括大多数车辆的传感器,应用和供应商。

自动驾驶汽车软件平台

自动驾驶汽车软件平台将具有许多功能,并且将非常复杂。虚拟驱动程序软件可能是具有大量代码空间的最复杂的平台。许多公司正在开发AV软件平台。为了获得众多参与者的概述,链接的文章中提供了关键公司及其联系的图片。这张照片是从2020年5月上旬开始,已经发生了一些变化。更新将在今年秋天晚些时候完成。
传感器融合软件是将与虚拟驱动程序软件紧密连接的另一个主要AV平台。该平台包括大量的AI软件技术,并且有许多公司在开发,测试和改进传感器融合功能或该平台的一部分或基础算法。大多数虚拟驱动程序软件公司也在开发传感器融合软件平台。
AV远程操作软件平台也有望发挥重要作用。当自动驾驶汽车没有安全驱动器并且其他地区都遵循此策略时,在加利福尼亚州需要进行远程操作。有多家远程运营创业公司,包括Phantom Auto,Ottopia,Designed Driver和DriveU。
AV软件将需要一个先进的操作系统来管理所有软件和包括大量传感器在内的广泛硬件组合。QNX看起来很适合作为AV OS,它已被Nvidia和其他公司选中。
重要的是要记住,大多数OEM都希望拥有自己的AV软件平台版本。这是汽车行业的标准操作程序,可能会在AV软件平台上继续使用。剩下的一个问题是,OEM定制的AV软件平台是否涉及和/或涉及多少层1。
AV软件平台部分具有众多要素和复杂性,并且发展迅速。随着更多信息的获得,将来希望在此主题上另辟一栏。

汽车软件成本前景

汽车软件的成本估算通常是一种艺术形式,对于其他行业的软件而言,这并不容易。首先让我们看一下大局-开发用于车辆的所有新软件将花费多少?我将假定软件总数为1亿行代码。我需要的只是开发一行代码的平均成本。各种软件领域都有大量数据。我认为对于汽车软件而言,最有用的数据来自Phil Koopman,该信息发表于2010年10月的互联网上。
互联网上的帖子说,嵌入式软件每行代码的成本为15到40美元。只需40美元,您就可以得到适用于汽车行业的健壮,精心设计的代码,适合行业应用。由于此数据已有将近十年的历史,因此成本可能有所增加,但我将使用40美元这一数字。这意味着为汽车分级系统开发1亿行代码将耗资40亿美元。因此,显然希望在可能的情况下重用和更新现有的汽车软件平台。
下一个软件成本观点是关于每年汽车销售中包含的每个软件客户的软件使用费。软件客户端使用费通常为每单位几美元或更少。诸如QNX之类的操作系统的软件使用费从远程信息处理系统的不到10美元到信息娱乐系统的超过15美元不等。这些费用不包括软件维护和更新,它们通常作为软件开发项目的一部分单独协商。
汽车软件开发的成本因ECU细分而异。信息娱乐软件开发很普遍,大多数新模型都需要开发。一种用于新型号的高端信息娱乐系统的软件成本约为2000万美元,而硬件的成本则为类似成本。包括所有测试和验证在内,典型的开发时间为2-3年。
AV软件成本如何?由于存在许多不确定因素,我们还不太了解。但是,在AV软件中的VC投资已超过$ 20B,但尚未全部花费。
AV频将拥有多个软件平台,这些软件平台在出售后将终身收取使用费,并在其整个生命周期内收取SaaS服务费。AV软件的专利使用费将比目前的软件使用费高得多,大概在每个视音频软件150美元到300美元之间。但是,AV软件的真正收益将是每月随时从路上的所有AV收取的SaaS每月费用。每年的AV SaaS费用可能与初始使用费相似。可以将AV SaaS的费用扩展到行驶里程,以降低个人AV的费用。

软件总结

可以利用第三方软件平台和专业知识并将其与自己的软件平台结合起来的OEM将是迅速崛起的软件定义汽车的长期赢家,这是因为高科技软件公司带来了许多创新。
OEM想要更多的软件控制功能,因为它定义了大多数汽车的功能以及用户与汽车的交互方式。但是OEM必须依靠软件供应商提供的许多模块化软件平台和创新。
汽车软件业务模型正在转向服务和基于SaaS的关系。这对于软件供应商来说是个好消息,因为他们的收入与使用中的汽车成正比,这可能比年销售额大10倍。但是OEM将需要通过更可靠的软件来节省总体软件支出中的成本。OEM也将期望可升级的软件功能,如特斯拉已经在做的那样,将在软件的整个生命周期内产生更多的收入。
作者:埃吉尔·朱利叶森 Egil Juliussen
Egil在高科技和汽车行业拥有超过35年的经验。最近,他是IHS Markit汽车技术小组的研究主管。他的最新研究专注于自动驾驶汽车和移动即服务。他是Telematics Research Group的联合创始人,该集团被iSuppli收购(IHS在2010年收购了iSuppli);在此之前,他与他人共同创立了Future Computing and Computer Industry Almanac。在此之前,Juliussen博士曾在德州仪器(TI)任职,是微处理器和PC的战略和产品规划师。他是700多篇论文,报告和会议演讲的作者。他获得了理学学士,硕士学位和博士学位。拥有普渡大学电气工程学士学位,并且是SAE和IEEE的成员。来源 | 汽车电子电气架构创新发展论坛

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