軟件定義汽車（SDV）勢頭強勁

汽車生態系統正在向軟件定義汽車轉型，這推動了包含更多軟件的新架構的出現。《Semiconductor Engineering》與Arm汽車業務線產品和解決方案副總裁Suraj Gajendra、Cadence汽車研發研究員Chuck Alpert、英飛凌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AI工程師Rebeca Delgado、瑞薩電子高性能計算汽車產品線高級總監Cyril Clocher、西門子EDA混合和虛擬系統副總裁David Fritz和新思科技系統設計部高級總監Marc Serughetti就這些變化的影響進行了討論。

SE：汽車生態系統正在經歷一場前所未有的技術變革，包括向軟件定義汽車的轉變。爲了爲本次討論奠定基礎，能否先分享一下您對SDV的定義？

Gajendra：軟件定義汽車是一種概念、一種趨勢、一種想法，整個生態系統都可以爲汽車帶來新功能和新用戶體驗，即使汽車從展廳或經銷商處推出後也是如此。這是一個相當豐富的概念。這需要整合許多基礎設施，例如雲端軟件開發、將軟件開發無縫部署到汽車上、無線更新的整體部署以及連接性。簡而言之，軟件定義汽車的概念期望有一個我們可以在汽車的整個生命週期內爲汽車帶來新體驗、新功能和新特性的世界。

Alpert：在思考SDV的含義時，電池是一個例子——尤其是電動汽車中的電池。我指的不是電池技術的進步，而是過去當你想在車庫裡給汽車充電，你會擔心引起火災，你會想，“不，別這麼做，因爲整個房子都可能會被燒燬。”過去的想法是，我們可能會在電池上安裝一個溫度傳感器，但現在我們實際上可以使用軟件對它進行監控。甚至可能還可以通過AI來預測電池是否會達到可能引起未來火災的狀態。你還可以使用某種設備連接到電網，並瞭解何時是充電的最佳時間，因爲在低使用時段時使用會更便宜。

這只是汽車的一部分，但你可以想象，爲了與整個外界相連，你想在汽車上安裝一大堆軟件。您需要一個軟件定義的車輛平臺，以便您的汽車或汽車的所有其他部件能夠與外界通信並提供最佳的用戶體驗。

Spadoni：英飛凌對軟件定義汽車的定義是對架構的重新定義——具體來說，就是電氣和電子架構、功能分配以及汽車的整個拓撲結構，從發電和存儲到配電和高計算。這實際上意味着新的電氣架構，並且會對每個OEM和Tier 1的業務模式產生影響。這是對過去30年方法論的重大改變。

Delgado：軟件定義汽車不僅僅是無線更新。它是一種全新的方法和理念，它定義瞭如何構建汽車的每個組成部分，以便隨着時間的推移繼續提供價值，其中的價值與提供用戶體驗的軟件緊密相關。最終，這種架構必須支持不同的實踐，以便隨着時間的推移提供新價值。有趣的是，許多其他行業已經採用了這些轉向軟件定義架構的實踐。英特爾擁有豐富的經驗，並且確實幫助這些行業實現了轉型。汽車行業目前也正在經歷這種轉型。這是一個難得的機會，如果做得不好，也可能是一場危機。

Clocher ：打個比方，汽車就是新的智能手機。但對我們來說，它的意義不止於此。我聽說過這個平臺，是的，它是我們未來十年將看到的重大架構演進。對於瑞薩電子來說，這將是一段需要時間的旅程，以提升用戶體驗，爲行業創造新的收入來源，因爲它將從分散式計算轉向具有區域架構的集中式經典計算。我們可以將所有這些流行語應用於軟件定義汽車上。這些平臺將需要大型計算機和複雜的硬件解決方案，這將在汽車的整個生命週期內引發進化和升級，但我們知道——至少在瑞薩電子，當然還有其他一些參與者和芯片供應商——這將需要大量的硬件資源來管理我們想要部署這個平臺的想法。

Fritz：我對軟件定義汽車的看法與目前提到的略有不同。多年來，硬件團隊和軟件團隊各自爲政，都獨立地進行他們的設計，現在所有的這些都需要結合在一起。關於需要做什麼，人們會用英語自然語言進行討論，但衆所周知，這種討論從來都不太順利。

在汽車行業，這變成了一場整合風暴，是一場噩夢。加上之前提到的新的計算要求，問題只會更加複雜。所以在我看來，作爲有工程背景的人，我們傾向於深入研究如何做事。

我們一聽到“軟件定義汽車”，就會立即想到如何去做。我們並沒有過多考慮爲什麼需要這樣做，以及需要做什麼。我們過早地跳入“如何做”的討論，這裡的許多討論就是一個典型例子。當我研究軟件定義汽車時，我會思考軟件在硬件上有效運行的重要性。對於硬件，它在軟件上正常運行的重要性又是什麼？然後，您可以決定如何整合一種新方法，將這些東西整合在一起。過去，這被稱爲軟硬件協同設計。人們已經嘗試過很多次，正如前面提到的，其他行業也已經實現了這種轉變。

汽車的獨特之處在於，它需要的不只是一次轉變，而是數百或數千次轉變。生態系統需要徹底改變，我們現在正在看到這種情況發生，您需要將所有這些整合在一起。這確實是一種方法，您需要工具、流程、思維的整合，需要組織進行改變，以便他們能夠以現實的方式實現這一轉變。SDV是一個巨大的轉變。這是汽車行業轉型爲能夠長久生存並滿足客戶期望的一種方式，而汽車行業長期以來確實尚未實現客戶期望。

Serughetti：歸根結底，如果我們從上往下看，SDV是一種爲客戶帶來和提升汽車體驗的手段。這是OEM所關注的最終結果，只是他們是從如何提高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，最重要的是，它對行業、流程、方法論、人員、生態系統和技術的影響。這確實是汽車市場的一次轉型，將從根本上改變行業的發展方式，並將OEM帶入一個新世界，在這個世界中，他們真正關注的是如何提高汽車交付效率，如何帶來新功能，但與此同時，他們也關注如何發展業務。

SE：正如你們所描述的，SDV需要許多相互支持，整個生態系統必須理解“爲什麼”，然後才能制定實現SDV的計劃。就實現SDV而言，生態系統目前處於什麼位置呢？

Fritz：過去幾年，OEM決定要掌控自己的命運。他們不能簡單地就接受供應商提供的東西。他們需要一種方法——比如整個SDV概念以及提供該概念所需的任何工具——來推動供應商發展，這樣他們就可以說，“這就是我需要的。如果你不能爲我做這件事，我就去找能幫我做這件事的人。”這不是從IP到Tier 2、Tier 1，再到OEM的舊生態系統，這給了他們有限的選擇。所以當我說“顛覆生態系統”時，這就是正在發生的事情。但每個OEM都有他們自己的生態系統，而且它們並不都在同一位置。即使是在不同的地區，它們也可能有很大的不同。

Delgado：這是一個很關鍵的問題，也是行業最終必須解決的問題。生態系統轉型的規模包括技術發展中的角色。未來幾年，汽車中用於定義最終用戶車內體驗的硅含量預計將增加四倍。歸根結底，角色轉變的複雜性如此之大，以至於David所闡述的專有、碎片化和斷裂的方法論實際上無法使行業以必要的需要進行轉型，以提供和滿足體驗。但最重要的是，它們無法解決實施這一價值交付機制所需的實際技術變革。

歸根結底，英特爾堅信合作是關鍵，任何想要參與這個生態系統的人都必須提供可擴展性——也稱爲對我們的OEM和Tier 1必須支持的不同產品線的自上而下的支持，而不是對這些不斷髮展的更高性能和更高性能計算需求採取分散的方法。它必須面向未來，因爲你最終會推出這款車。因此，某些硬件必須在一定的可承受範圍內面向未來，並且必須圍繞這一點制定策略。

然後，生態系統和協作必須能夠實現這種聚合。這必須通過某些錨定技術來實現，這些技術將使我們能夠提供這種性能。之所以說協作是關鍵，因爲這些技術不能由OEM單獨擁有、開發，更不用說在封閉的、專有的端到端架構定義中擁有、定義、開發和集成了。在實際實施上顯然會有所不同，但總體而言，這些技術必須具有可重用性，特別是來自已經完成軟件定義轉換並以正確方式調整以滿足汽車要求的其他垂直行業。

Spadoni：實施方法可能多種多樣。在英飛凌，我們與OEM和Tier 1合作，我們看到了不同的方法。例如，通用汽車採用的模塊化方法更多，模仿了手機領域的情況。福特和Stellantis似乎都採取了更務實的方法，但它們都面臨着相似的挑戰，即價格承受能力已成爲一個大問題。這將會通過現多代產品才能實現，你會看到人們爲如何爲這些額外硬件買單而努力。這導致在其他系統的實現中進行權衡，這些系統必須節省成本，以便用戶能夠負擔得起。沒有人會走進經銷店說：“給我一輛軟件定義的汽車。”每個人都在尋找價值，現在你可以看到銷量下降。購買高端汽車的人已經飽和。OEM希望增加銷量，這意味着他們必須生產成本價值較低的車輛，這將影響電氣和電子架構以及軟件定義的車輛。

Clocher：我認爲，我們所看到的是對生態系統的影響。我們正在轉向以OEM爲中心的生態系統。一刀切的政策並不適用所有情況，這意味着OEM會有不同的品味，他們希望在軟件定義汽車中實現不同的集成級別定義——尤其是考慮到我們都必須完成的更復雜的任務，而不是我們必須解決的挑戰，因爲我們談論的不是軟件定義汽車的共同範疇。但這確實意味着OEM A和OEM B的實施和含義不同。我完全同意David和Steve的觀點，我們遠未對市場本身達成共識。這很好，因爲這將帶來差異化，最終這就是客戶選擇經銷商A而不是經銷商B的原因。這就是行業希望看到的——繼續保持差異化，繼續爲最終產品（即汽車）增加價值。

Serughetti：這一切的重點當然是，你正在打破現有的模式。這是最大的挑戰之一。我們以前有Tier 1，他們製造盒子並交付軟件，這是一個完全的黑匣子。當進行集成時，它會出現各種各樣的問題。而現在你要打破這個模式嗎？OEM面臨的挑戰是如何做到這一點。他們想控制軟件，但他們今天有能力做到這一點嗎？我們看到今天一些傳統OEM在建立軟件組織時遇到的問題，CARIAD和所有試圖這樣做的此類組織都面臨挑戰。改變這些公司並不容易。

當然，新進入者沒有這個問題，因爲他們是從全新的設計入手，而不是處理遺留問題。因此，對於OEM來說，關鍵是如何控制軟件。這對流程、敏捷開發、數字孿生以及大家都在談論的所有這些技術意味着什麼？另一方面，“這些軟件都很好”，但這些軟件運行在所有提供硬件的公司上，這對軟件來說至關重要。你可以擁有最好的軟件，但如果你的硬件無法支持性能、功耗和所有這些方面，你就不會成功。因此，生態系統正在不斷髮展，將硬件、軟件和所有這些融合在一起。OEM希望成爲中心點。這就是我們在談論的使這一轉變不斷髮展的流程方法論方面。

Gajendra：我們在這段旅程中處於什麼位置？我們走了多遠？我們要去哪裡？回到David之前提到的供應鏈演變和供應鏈顛覆的問題，五年前，如果我們坐在這裡討論軟件定義汽車，對話將會完全不同。它將停留在汽車行業過去35或40年所見的傳統供應鏈上。這裡主要有兩個方面。供應鏈正在演變，我們作爲一個社區（例如這個團隊和社區中的許多其他人）正在努力實現的基礎設施將是使我們的EDA合作伙伴滿意的關鍵。

五年前，我們甚至還沒有在雲端使用虛擬平臺來嘗試左移、開發和驗證這些技術和軟件，所以我們已經走了很長一段路。我們整個行業已經取得了很大進步。是的，我們還有很長的路要走，才能真正擁有一輛真正的軟件定義的汽車。我們可以去經銷商處購買軟件定義的汽車。但是，我們看到各種技術提供商都在努力確保我們最終將在硬件中擁有的技術以某種虛擬形式提供，無論是快速模型還是雲端的任何形式，對於絕大多數汽車軟件生態系統來說，這是一個巨大的變化。

我今年參加了Embedded World，人們實際展示的虛擬平臺和演示的數量——我們這裡的芯片合作伙伴，如英特爾、瑞薩、英飛凌、EDA公司——都指向一個強大的運動，‘讓我們構建我們可以構建的基礎設施，然後將該基礎設施提供給OEM，讓他們從那裡獲取它。’有很多工作正在進行中。我們將共同努力，使整個基礎設施，無論是虛擬平臺還是其他平臺，都更加豐富和強大。

Alpert：當然，OEM必須掌控自己的命運。過去，他們會通過差異化來實現這一點，因爲他們擁有更好的發動機性能或其他一些功能。但展望未來，差異化將取決於他們的軟件。誰能開發出能夠提供額外價值的軟件並將樹立品牌，就成爲實現差異化的關鍵，並引領這一趨勢。就如何實現這一目標而言，共享生態系統非常重要。

SOAFEE是一種潛在的方式，它與虛擬平臺一起，可以提供一個共享的開發生態系統，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，試圖爲此目的專門設計一個參考設計的原因之一。但同樣，我們並不是說，“這是你要使用的設計。這就是你的做法。”不是這樣的。關鍵是，讓我們從某個地方開始，然後人們可以開始更換零件並做不同的事情。只要OEM可以即插即用，那麼他們仍然可以實現差異化。但他們不必親自發明一切，因爲那樣成本太高。