東軟睿馳總經理曹斌談“軟件定義汽車”
长风卷
開欄的話 “如果沒有操作系統,芯片再強,汽車做得再好,都是在沙灘上起高樓。如果‘缺芯少魂’這個問題不解決,汽車產業走不快,也走不遠。”去年下半年,行業權威人士曾提出,行業“缺芯”已被重視,但“少魂”易被忽視。不少汽車企業逐漸認識到芯片對於汽車供應鏈自主可控的重要性,但操作系統是比芯片更加迫切要解決的問題,是決定汽車智能化、網聯化勝負的關鍵。而現在,全球智能汽車發展格局尚沒有確定,留給中國汽車行業的時間窗口大概是3年、最多5年時間。 其實,行業人士如今已言必稱“軟件定義汽車”,說明大家或多或少地意識到“新四化”將給汽車定義、架構、開發、驗證、銷售、服務等全生命週期帶來顛覆性變革。但具體而言,爲什麼“軟件定義汽車”?軟件如何定義汽車?怎麼實現軟件定義汽車?更進一步追問,自主汽車軟件發展到何種程度?行業對於汽車軟件的需求能否被充分滿足?未來汽車軟件的發展將主要體現在哪些重點領域?呈現怎樣的特點?這些答案的問題不僅有賴於深入研究,更來自行業和企業的實踐與探索。就此,本刊特別策劃了系列報道,通過對專業人士訪談的形式,從不同的角度解碼汽車“軟”實力。 2022年12月26日,東軟睿馳正式發佈了基礎軟件新版本——NeuSAR 4.0,不僅在AUTOSAR(汽車開放式系統架構)方面繼續完善,而且還推出了面向跨域融合階段的全新汽車軟件應用開發框架,標誌其NeuSAR產品的又一次重大進化。 記者瞭解到,東軟睿馳在創建之初就成立了基礎軟件團隊,2017年參與AUTOSAR組織,爲高級會員單位,2018年起相繼發佈NeuSAR1.0、2.0、3.0、4.0版本,以及針對域控制器的軟件開發平臺NeuSARDS(Domain System),率先實現國內“AUTOSAR AP+CP+中間件”全棧軟件平臺產品量產落地。在2020年7月成立的中國基礎軟件生態委員會(AUTOSEMO)中,東軟睿馳成爲首屆輪值主席單位。 在行業對自主研發操作系統呼聲高漲,“軟件定義汽車”不斷深化,各方參與者開始市場競逐之際,東軟睿馳汽車技術(上海)有限公司總經理曹斌接受了《中國汽車報》記者的獨家專訪,闡述對於汽車操作系統發展的理解及未來汽車軟件發展趨勢的判斷。
整車開發的新需要與新架構 “如果說幾年前,行業對於‘軟件定義汽車’的態度還有些曖昧不明;現在,無論國際巨頭還是國內企業,無論傳統主流車企還是造車新勢力,對此均已取得共識。”曹斌開門見山地向記者表示,“根據我們的觀察,進度快的整車企業進入到產品量產或準量產階段,其中一部分採用了跨度比較大的電子電氣架構演進方案,另一部分則採取了局部域控的方案。” 爲了讓外界更容易理解“軟件定義汽車”帶來的改變,曹斌用手機做類比,進一步解釋道:“手機從功能機變爲智能機,但消費者很難察覺到其開發方法發生了重大變化。傳統汽車上的控制器,是嵌入式系統佔絕大多數,這與手機功能機的開發有一定相似性;未來,隨着整車電子電氣架構步入域控制器時代,如何基於現代化計算平臺解決開發的可靠性、實時性、效率提升等問題成爲新需求。”他認爲,未來,行業一定會出現一種基於新需求的開發框架、開發工具和開發平臺。 在“軟件定義汽車”的背景下,SOA(面向服務的架構)因其對軟硬件解耦的支持度、對計算性能的利用等特性,成爲一種主流模式。“SOA一定是先有‘思想’,後有‘方法’。這兩者之間的間隔,短則1～2年,長則3～5年。”曹斌告訴記者,“目前在汽車行業內,SOA客觀上來說處於初期的提出‘思想’階段。繼續向前發展,汽車行業就需要屬於自己的開發框架、開發工具和開發平臺。” 操作系統 “發展廣義、帶動狹義” 在產業百年未遇的變革期,新的汽車操作系統有了應運而生的土壤。然而,行業亟需什麼樣的產品和解決方案?應該如何推進研發?對此,業界衆說紛紜。 曹斌直言,汽車操作系統的確是一個比較模糊的提法。從目前的情況看,汽車娛樂通訊系統是QNX和安卓的天下;在自動駕駛域控中,則新、舊框架並存,包括AUTOSAR Adaptive、ROS等;而在中央域控部分,採用的是實時核與非實時核共存的多核異構架構;在傳統的純ECU領域,更多的是借鑑AUTOSAR Classic。“很難根據電腦、手機的情況,定義汽車的操作系統。這些消費類電子產品通常只有1箇中央處理器,汽車未來的計算架構將是多樣化的組合,涉及實時的部分、非實時的部分等,因此也就會有多種對應的操作系統存在。”曹斌認爲。 “汽車操作系統最主要的變化集中在3個領域,一是智能座艙,一是傳統的零部件,一是中央域控和自動駕駛域控。前兩個領域雖然出現了開發難度加大等痛點,但依然有現成的框架和開發方法可供採用。”曹斌解釋道,“我們判斷,針對中央域控和自動駕駛域控面臨的挑戰,會誕生一個新的廣義汽車操作系統——以中央計算單元和自動駕駛域控爲核心、具有一定分佈式特徵的操作系統,這一點值得行業重視。” 曹斌指出:“短期來看,一些經常被採用的汽車操作系統對國產芯片的支持度不高,這就需要自主的狹義(微內核)操作系統;而從長遠的角度看,操作系統的本質,是爲應用開發創造合適的環境;獲得市場成功的操作系統,離不開規模龐大的應用開發羣體。我國汽車行業充滿活力,對於技術開發有足夠敏銳的嗅覺,又具有較強的市場把握能力,消費者又對新興產品支持度很高。因此,廣義的(基於中央計算單元)汽車操作系統出現在中國,將獲得不斷髮展壯大的生態支持。我呼籲,汽車操作系統要發展廣義、帶動狹義。” 開發框架 “承上啓下、繼往開來” 高算力芯片等硬件的出現,使得整車企業必須加快產品開發節奏;同時,自動駕駛操作系統、整車控制操作系統和人車交互操作系統開發非常複雜、工作量極大;況且,面對汽車本身的安全性、可靠性等要求,原有的開發架構和方法難以實現更好的支撐。基於這些因素,構建汽車操作系統新格局的歷史機遇浮出水面。而由於汽車產業的獨特性,適配未來操作系統的汽車軟件開發應用框架,應起到“承上啓下、繼往開來”的作用。 “汽車產品必須安全、可靠,我們應該懷着敬畏之心繼承現有的技術與規範。對於消費者而言,他們期待的在安全可靠的基礎上,能體驗新的汽車特性,比如更好地人機交互、自動駕駛等。使新增部分的體驗變得更好,這就是我們對‘繼往開來’的理解。”曹斌表示,“‘承上啓下’則是指我們希望提供非常堅實的中間件基礎設施,使得車企能夠實現軟硬件適當解耦,很多硬件關鍵的特性和特徵被標準化抽象出來,爲應用開發提供相對穩定的接口,以致於基於操作系統的軟件應用更快更好地發展,同時爲硬件快速迭代提供更優的可能性。” 據介紹,東軟睿馳的NeuSAR正是這一理念的具體體現。該款產品中包含了AUTOSAR的部分,並對其進行了增強,同時還有大量AUTOSAR未涉及,但對中央域控、自動駕駛域控開發更爲友好的工具和模塊。比如NeuSARSF,這是東軟睿馳繼推出ASF(AUTOSEMO Service Framework)後,在NeuSAR中增強了自身特性的中間件應用框架。 整體來看,ASF基於標準基礎軟件AUTOSAR向上擴展,解決了域控制器異構芯片異跨核融合問題,實現了域控制器的統一開發視圖。NeuSARSF則是兼容ASF標準的SOA中間件,增加了消息總線的功能,在支持ASF基礎服務的同時,把開發視圖從域控制器層面擴展到整車層面,支撐整車SOA架構落地。 軟件先行 助力突破開發瓶頸 基於以上的市場判斷和發展理念,東軟睿馳一直努力向行業推廣“軟件先行”的開發模式。 “整車企業在進行產品開發時,一般首先聚焦於硬件,隨後再去定義功能實現,進行軟件開發。然而,跳出汽車行業來看,很多我們平日接觸到的軟件開發者,並非先關注硬件,而是將精力放在軟件開發本身,隨後部署到硬件上。”曹斌告訴記者,“現在,應該沒有哪一家軟件或互聯網公司,爲了一款軟件應用,先去進行筆記本電腦或手機的研發。” “傳統開發方式面臨的另一項挑戰,是整車需求的變化越來越快,開發週期越來越短。”曹斌進一步指出,“目前,國內整車企業在同行中開發節奏最快,這是由多重因素共同驅動的。我國汽車市場活躍程度極高,尤其新能源汽車、智能網聯汽車等很多前瞻技術都率先在此得到應用;消費者對汽車產品的期待值較高,而且對新配置、新功能的使用意願與包容度也較高。但現在,車企和供應商遇到的現實問題是,供給與需求的錯配。”據瞭解,當整車企業需要使用國際廠商的操作系統,尤其是深度定製時,受限於對方的開發節奏,需求很難及時得到迴應。 “有鑑於此,未來IT領域的情況,將有很大可能性出現在汽車行業。整車企業關注的很多上層軟件,是與消費者密切相關的部分,相反與車輛硬件的關係開始有所疏遠。比如,對於自動駕駛系統中的定位功能,應用什麼樣的優化算法以便提供更精確的位置非常關鍵;而與定位系統安裝的位置、採用的處理器,以及佈置的傳輸總線並非消費者所關注的重點。”在曹斌看來,整車企業一直以來遵循“V”字開發模式,清楚定義整車功能,完成電子電氣架構設定,進行零部件等硬件定義,隨後進行零部件軟件開發,最後留給整車軟件開發的時間太過倉促。他舉了一個例子,比如,花費較長的時間選擇芯片供應商,確定之後才進行軟件開發,這樣的模式就是“瓶頸”。 “國內整車企業產品開發、迭代有更快的時效性需求,但傳統的開發模式、巨量的開發規模、以及嚴峻的複雜程度和有限的開發時間制約了創新,使汽車新功能無法得以更好的展現。”曹斌強調,“軟件先行的理念則能夠幫助車企跳出窠臼,在硬件尚未定型時先行展開軟件開發,隨後部署到整車產品上。這種基於IT領域成功經驗的複製,缺乏的是能夠軟硬解耦的開發框架和平臺。我們希望通過NeuSAR產品幫助整車企業實現這一新的開發方式,不僅僅能夠帶來更好的用戶體驗,也可以實現軟件的複用、跨車型平臺移植及更快速地迭代。” “軟硬兼得、合縱連橫”的新定位 記者瞭解到,作爲東軟睿馳自主開發的廣義汽車操作系統產品,NeuSAR承擔了這樣的使命。“2018年,NeuSAR正式發佈,初衷是希望能夠幫助國內整車企業進行更快捷地開發。隨後,我們發現,在AUTOSAR Adaptive版本上進行域控制器開發非常困難。通過在開發過程中不斷提煉、積累、構造成熟的模塊,2022年4月,我們又發佈了NeuSARDS(Domain System),幫助車企在開發域控制器時可以基於一站式的開發環境進行適配。”同年12月,東軟睿馳發佈基礎軟件新版本——NeuSAR 4.0,在AUTOSAR方面繼續完善的同時,還推出了面向跨域融合階段的全新汽車軟件應用開發框架。 此外,東軟睿馳作爲AUTOSEMO的核心成員及首屆輪值主席單位,牽頭推進了ASF、車雲一體等技術規範,促成中國本土汽車標準不斷升級完善。據瞭解,目前這些技術規範已應用於國內主流量產車型上。 “我們期待NeuSAR的AUTOSAR部分,實現更高的穩定性、可靠性;更進一步,希望通過不斷加大投入、開展合作,打磨並完善產品,使其達到與國際頭部汽車軟件企業並駕齊驅的水平。”曹斌表示,“此外,我們也會努力將非AUTOSAR部分做得更加豐富,攜手產業鏈上下游企業並進,進一步與國內、國際的芯片企業加強聯繫,提升對硬件產品的支撐度,與國內微內核企業協同創新。” 據悉,除了軟件,東軟睿馳在硬件領域也積累了近20年的研發經驗,成爲最早佈局行泊一體域控制器的企業之一。“在乘用車市場上,隨着車企對自動駕駛的態度越來越務實,近一段時間市場的主流應該是行泊一體的域控制器。由於積累的算法及出色的工程能力,我們的行泊一體域控制器能夠使芯片、攝像頭、雷達等硬件發揮應有的性能,從而讓車企有更加從容的佈置選擇,並給消費者帶來更好的人車交互體驗。”曹斌認爲,在“軟件定義汽車”的浪潮下,東軟睿馳並不是一家傳統的零部件企業,而更應視作“軟硬兼得”、“合縱連橫”的新型零部件企業,“對於硬件,我們聚焦‘高門檻’的產品,這是一種縱向的業務邏輯。而對軟件,我們會持續投入,形成一種橫向的業務邏輯,即爲車企、零部件供應商提供更好的操作系統、開發平臺和應用框架,在爲行業提供更好的模塊化產品的同時,助力車企定製化開發操作系統,實現更復雜、更動態的開發。橫向的發展將是東軟睿馳未來優先級更高的方向。” 目前,東軟睿馳與廣汽、長安、東風嵐圖、吉利等整車企業,以及地平線、芯馳科技、中興通訊等供應商合作伙伴都有比較深入的合作。可以預見,隨着中國汽車智能化創新方面的不斷髮展,能夠真正解決產業變革中軟件開發難題的應用框架,一定也可以創造出新的汽車軟硬件生態,並以廣義操作系統的形態,進一步帶動國內汽車操作系統內核及芯片的發展壯大。
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