《汽车软件全景图(2022年)》 | 附下载

2022-10-23 14:33:12·  来源:汽车电子与软件  
 
9月28日,由重庆中科汽车软件创新中心、国科础石(重庆)软件有限公司联合编撰的《汽车软件全景图(2022年)》(以下简称全景图)正式对外发布。全景图围绕汽车

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9月28日,由重庆中科汽车软件创新中心、国科础石(重庆)软件有限公司联合编撰的《汽车软件全景图(2022年)》(以下简称全景图)正式对外发布。


全景图围绕汽车软件分层架构、汽车软件开发工具链、汽车软件生态线、汽车软件标准线展开,旨在梳理汽车行业大变局背景下的汽车软件架构,深刻理解汽车软件未来的发展趋势,为国内汽车软件发展提供前瞻性参考。


近年来,随着汽车智能化快速发展,汽车从高度机电一体化的机械终端逐步转变成智能化、可扩展、可持续迭代升级的智能移动电子终端,汽车软件也因此变成一个高度复杂的巨系统。
据亿欧智库预计,到2025年每辆智能汽车的软件代码量将达到5亿行。

在这个庞大的系统下,如何避免“只见树木不见森林”?如何放眼汽车软件全局,直面汽车软件快速变革带来的机遇和挑战?
为此,作为面向汽车软件前瞻技术创新研究的平台,重庆中科汽车软件创新中心(以下简称“创新中心”)联合国科础石(重庆)软件有限公司对汽车软件进行了全面梳理和分析,力求以清晰的脉络和多维视角,聚焦汽车软件行业痛点,为汽车软件的研究者和开发者带来“全局视角”。

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全景图的主体部分,描述了由传统汽车面向信号的软件架构到智能汽车面向服务的软件架构所带来的车载软件栈和开发工具栈的变化。其中车载软件栈描述了从操作系统到中间件到应用软件的各个层面,开发工具栈则描述了从需求、设计、开发到测试、验证的全生命周期软件工具。
全景图的左侧部分,是汽车软件各个细分子领域中的主要参与厂商和主要产品,是汽车软件的“生态线”;而右侧部分,是汽车软件所需要遵循(以及可能需要制定的)相关国内外标准,是汽车软件的“标准线”。
值得指出的是,全景图中指明了一些需要重点攻克的技术方向,尤其是在当前日益紧张的国际贸易形势之下需要提前布局的基础软件和系统软件技术。


“全局视角”下,洞悉汽车软件的变与不变


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全景图缩略图


变化一:软件架构从“面向信号的软件架构”  到  “面向服务的软件架构(SOA)”。


智能汽车发展进入“软件定义汽车”时代,传统通讯网络及软件架构设计中扩展性差、升级和移植成本高等问题逐渐突显。而SOA是实现软件定义汽车的软件基础,让汽车可在不增加或更换硬件的条件下通过不同的软件配置为车主提供不同的服务,从而实现“千车千面”。

变化二:软件开发方式从“V模式开发”  到  “云原生敏捷开发”。
传统汽车软件开发流程都遵循“V模型开发”,随着汽车软件的复杂性呈指数级增长,传统的“V模型”往往造成后期验证阶段的成本高,且对后期市场需求缺乏灵活性。
当前,为快速响应市场和客户不断变化的需求,支持汽车行业从传统制造业向以“汽车客户需求”为中心的服务型制造业转型,具备高效、敏捷、标准的云原生平台将成为主流研发形式。
然而我们需要清晰的认识到,无论是传统汽车还是智能汽车,我们仍然在核心关键领域存在供应链安全问题。通过生态企业和其对应的功能模块,全景图中清楚展示了我国汽车软件面临的“卡脖子问题”(注:红色框标注部分为重点“卡脖子”领域)。
一是操作系统,汽车操作系统分为车载操作系统和车控操作系统,是“软件定义汽车”的基石。目前汽车操作系统仍由QNX、Linux主导。
随着智能汽车的发展,行业对汽车操作系统也有了新的要求,尤其是新一代虚拟化车载混合操作系统和自研实时操作系统等核心关键技术 。
中国有着全球最大的汽车市场,在全球智能汽车发展格局未定的当下,在短暂的窗口期内实现技术自主化和产业生态的构建,有望打破国际垄断,实现弯道超车。
全国政协经济委员会副主任、工业和信息化部原部长苗圩在“2022全球新能源与智能网联汽车供应链创新大会”上公开表示,“如果没有操作系统,芯片再强,汽车做的再好,都是在沙滩上起高楼,如果‘缺芯少魂’这个问题不解决我们走不快、也走不远。”
二是计算框架,计算框架由汽车软总线、汽车微服务框架、车载容器和安全实时框架等组成,可提供基础计算、通信、安全等服务,目前头部企业依然以国际厂商为主。
三是开发工具链开发工具链是推动无人自主汽车软件研发生产关系变革的生产力工具。当前工具链面临缺少行业规范,非标准化和信息孤岛严重,使得行业不得不重复“造轮子”。
因此,伴随着汽车软件产业规模的扩大和模块专业化程度的提升,在有限窗口期内,快速突破汽车软件核心技术,合力构建产业生态,形成由本土企业主导的基础软件架构标准,是行业亟需解决的问题。
除此之外,从左侧副图生态线与软件架构的对比中发现,传统研发工具和系统软件两大板块生态基本被国际厂商垄断;功能软件和计算平台国内厂商已具备成熟的技术积累,能够与国际厂商形成一定竞争,但在大算力计算平台、高阶自动驾驶算法等方面仍存在一定差距;车路协同方向,基于我国在5G通信、C-V2X等技术的领先优势,目前布局该领域的国内企业众多,且示范落地建设案例丰富。

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全景图生态线
从右侧副图标准线来看,面向智能汽车软件全周期开发工具链领域,相关标准规划仍处于空白;面向未来软件定义汽车的架构下,由于涉及更多全新的软、硬件技术融合(如传感器、V2X通信等),对应的软件技术路径与产品形态尚在探索中,目前并未形成国际统一的技术规范与标准。未来,需重点关注共性、基础和通用规范类标准的研究与制定,共同推动行业健康有序发展。

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全景图标准线
创新中心编写全景图的初衷是帮助汽车软件领域的研究者和开发者更清晰地了解当下中国汽车软件的全貌,以及后续发展所需要解决的重点关键技术。
创新中心主任薛云志表示,我们殷切希望能够与业界伙伴携手并肩,“挂图作战”,攻克汽车软件发展领域中的关键基础软件和系统软件,共同面对汽车软件快速发展所带来的复杂软件工程技术挑战,推动我国汽车产业在智能汽车时代实现新的超越。


创新中心将对全景图的思考形成《汽车软件白皮书(2022年)》,持续为行业进行解读。

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