汽車架構(gòu)困境的破局之道

為了實現(xiàn)簡化、融合、賦能這三個目標，我們從架構(gòu)原理的角度也構(gòu)建了三個設計理念。

首先是軟硬件分離。根據(jù)安波福在汽車供應鏈摸爬滾打多年的經(jīng)驗，我們發(fā)現(xiàn)尤其在項目早期硬件研發(fā)的速度經(jīng)常跟不上軟件，所以軟硬件分離非常重要，這樣軟件可以按照軟件的發(fā)展速度去做迭代開發(fā)，硬件也可以相應跟著硬件的速度做開發(fā)。

想要實現(xiàn)軟硬件分離必須有一個基礎(chǔ)，那就是平臺接口的標準化，需要足夠通用。

舉個例子，SVA 結(jié)構(gòu)的主板上有一個 PCIE 接口，不同功能的子板可以方便地加上去，一些功能性的模塊也可以進行迭代再后加進去。車輛的智能化升級不再需要把整車推翻重來，可以通過打補丁外接的方式進行迭代。

此外，實現(xiàn)軟硬件的分離可以極大地提升開發(fā)者的創(chuàng)造力，正如前面我們提到的——他們無需再關(guān)心硬件使用的細節(jié)，可以真正地專注于各個不同領(lǐng)域的軟件開發(fā)。

第二點是將輸入/輸出與計算設備分離。在傳統(tǒng)架構(gòu)中，每個ECU都集成了相應的軟件，并且擁有計算能力。當我們需要增加新功能時，可能原有的輸入/輸出接口數(shù)量不足，也有可能計算能力不夠，導致需要替換掉整個ECU，成本高且不說，操作起來也非常困難，有時甚至需要其他關(guān)聯(lián)模塊同步更新。

借助SVA標準化的硬件結(jié)構(gòu)，我們將車身中各個傳感器的信號統(tǒng)一標準，形成終端ECU。這種ECU不負責邏輯運算，只負責電源信號的分配和本地信號的轉(zhuǎn)移，而計算能力統(tǒng)一集成到中央計算單元中。

這就好比始皇帝掃清六合、席卷八荒，消除了原先群雄割據(jù)的混亂局面，使得華夏大地書同文、車同軌，管理國家的效率大大提升。

第三，一旦實現(xiàn)了軟硬分離，輸入/輸出與計算設備分離，整個中央計算平臺就實現(xiàn)了“服務器化”，允許升級以及新的開發(fā)程序接入。這意味著，軟件開發(fā)和硬件終端之間沒有了密切聯(lián)系，我們可以將各個硬件和軟件做成一個標準化的服務平臺與接口。

各個子系統(tǒng)及硬件的能力可以被抽象成“微服務”——開發(fā)者可以通過調(diào)用這些服務接口，去實現(xiàn)各式各樣的新功能。

舉例來說，設計一個“下雨自動關(guān)窗”的功能，開發(fā)者并不需要關(guān)心雨量傳感器的特性，信號是什么格式，也不用去思考車窗控制器的特性，車窗本身有什么限制。

通過SVA，所有傳感器和執(zhí)行器的接口，都能夠以微服務的形式提供給開發(fā)者，無需關(guān)心具體軟硬件的特性，能夠大大減少開發(fā)者開發(fā)新功能的工作量。

前面為大家介紹了SVA的設計目標和理念，其中很多都是抽象的概念，接下來我將具體介紹一下SVA的硬件結(jié)構(gòu)。

首先可以看到位于車身中央的中央計算集群。它包括開放服務器式平臺、動力與底盤控制器、車輛中央控制器以及區(qū)域控制器等。

開放服務器式平臺負責車輛所有ADAS系統(tǒng)、用戶體驗以及感知融合相關(guān)的功能，并且不同的平臺之間可以互相共享計算資源，互為備份。由于它們具備強大的計算能力?？蛻羯踔恋谌綉枚伎梢栽谠撈脚_上運行，拓展性極高。

位于車身前部的動力和底盤控制器，用于控制車輛橫向和縱向功能，與車輛動力學息息相關(guān)。

而位于車身后部的車輛中央控制器。用來管理車輛電源模式、診斷通信、OTA、門鎖以及門窗等車類控制相關(guān)的功能。

中間還有兩條引人注目的紅色線條，是一種新型的扁平化電源分配系統(tǒng)。在新能源車型上，它可以把電源和動力驅(qū)動系統(tǒng)之間連接起來，最高支持800V高壓系統(tǒng)，不僅安全性能極好，更有利于自動化安裝。

接下來可以看到安波福的通用電源和高速數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)絡，其中的各個ECU通過骨干網(wǎng)連接，可以輕易實現(xiàn)雙環(huán)結(jié)構(gòu)以形成冗余，提高整個系統(tǒng)的安全性和可靠性。

總的來說，所有以上骨干網(wǎng)和計算平臺都位于車身中間的最安全的乘員艙位，哪怕遇到嚴重事故，這個區(qū)域也不會輕易受到損壞。對消費者來說，顯而易見的好處有二：一是安全，關(guān)鍵的車身控制設備在發(fā)生事故時也不會失控；二是降低維修成本，事故發(fā)生后僅需更換低成本的傳感器，整個最貴重的中央計算集群仍然受到車輛的保護。

最后，讓我們來看一下區(qū)域控制器。之前提到輸入/輸出與計算設備分離，在硬件層面就需要依靠區(qū)域控制器來完成。

借助SVA的環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)，我們能夠?qū)⑴c車輛外圍傳感器和設備間的物理連接轉(zhuǎn)移到區(qū)域控制器中，從而與域控制器中的計算設備分離開來。

打個比方，這種操作就像在電腦上加入了多個擴展塢（區(qū)域控制器），所有外圍設備如鍵盤、鼠標、顯示器等（車輛外圍傳感器）都可以通過擴展塢靈活地與電腦連接在一起，如此便能提高車輛的可擴展性，并有助于降低其物理復雜性。

了解完整個SVA的硬件結(jié)構(gòu)，我們最終還是要回到一個最重要的問題：SVA都有什么好處？

對于我們的主機廠朋友，簡單總結(jié)四個字：降本增效。對于消費者來說，他們可以享受到更好的移動出行體驗。

下面，我想從汽車的生命周期的三個階段分別講講為什么SVA是一個降本增效的利器。

在設計方面，過去各個ECU功能形態(tài)千差萬別，相互集成在一起需要大量驗證。引入SVA后，硬件可以實現(xiàn)標準化、模塊化，僅需少量驗證就開展重點功能和測試的開發(fā)工作，最多降低75%的系統(tǒng)集成和測試成本。同時，通過敏捷方法中使用的迭代開發(fā)技術(shù)，使軟硬件開發(fā)完全獨立，大幅降低了復雜程度，還縮短了上市時間。

在制造方面，SVA把分布在多個電子控制單元上的功能將匯聚到一組統(tǒng)一的域控制器中，省去了設計、安裝和維護方面的棘手問題。最終，可以讓線束的重量減輕了約20%，相應的空間占用也減少了25%。以線束安裝為例，通過自動化布線安裝，主機廠可以大大減少用工量并降低對熟練工人的需求，最高能夠節(jié)省50%的勞動成本。

最后是車輛售后方面，主機廠可以通過SVA架構(gòu)為車輛構(gòu)建軟件庫，結(jié)合OTA的功能，實質(zhì)性地免去了與車型年度改款相關(guān)軟件的維護成本。同時，對于任何車輛發(fā)生的潛在的安全隱患和軟件BUG，我們都可以通過OTA快速修復，避免問題進一步擴大，甚至防患于未然。

前面提到，過去車型的開發(fā)大多基于線性的開發(fā)流程，從概念設計、硬件開發(fā)、軟件開發(fā)到最終的整體系統(tǒng)驗證，很多工作要依賴于上一步工作的結(jié)果才能進行到下一步。而其中耗費時間最久的軟件開發(fā)需要依賴于硬件達到一定成熟度才能進行，大大拖延產(chǎn)品開發(fā)時間。

因此，過去的造車模式始終是“一兩年小改款，五六年大換代”。但是這種局面已經(jīng)在近年來被打破。在安波福，我們通過提供一個標準的硬件能力接口和虛擬開發(fā)平臺，開發(fā)軟件可以不依賴于硬件的狀態(tài)與特性，在概念確定之后就可以和硬件進行并行開發(fā)。

更進一步，部分功能軟件甚至可以在產(chǎn)品定型后再進行開發(fā)。就像如今市面上以OTA為賣點的車型一樣，很多功能可以在用戶購車之后進行月度或年度更新，讓消費者能夠天天“開新車”。

汽車從誕生之日起經(jīng)歷了非常多的發(fā)展階段，其內(nèi)核“架構(gòu)”也不例外。從一開始基于功能的分布式架構(gòu)，到今天已經(jīng)進入一個域控制器的時代，而一些領(lǐng)先的整車廠更是已經(jīng)開始逐步探索區(qū)域控制架構(gòu)。

未來，我們將進入一個完全由軟件定義汽車的時代，這個時間點可能要到2025年之后。而在這之前整車廠必須未雨綢繆，在車輛架構(gòu)方面搶先布局，或自力更生，或?qū)ふ乙粋€能夠幫助他們順利邁向未來的合作伙伴。

作為一家專注汽車“大腦”和“神經(jīng)系統(tǒng)”的創(chuàng)新企業(yè)，安波福從概念到產(chǎn)品有著非常成熟的經(jīng)驗，并且已經(jīng)與多家主機廠共同創(chuàng)造了許多成功案例。

例如，我們是第一個將區(qū)域控制器成功量產(chǎn)的Tier 1企業(yè)，這將為整車客戶帶來實打?qū)嵉男б?，并且隨著我們系統(tǒng)進一步的發(fā)展，區(qū)域控制器也會成為未來SVA的一部分，整個系統(tǒng)的架構(gòu)在不斷迭代中不斷得到完善和升級。

在全球汽車智能化與電氣化浪潮不斷奔涌向前的時代，安波福的角色將迎來一輪巨大的升級。我們不再是一個提供整套的解決方案的零部件供應商，而是轉(zhuǎn)化為一個為整車廠、汽車零部件企業(yè)以及互聯(lián)網(wǎng)公司提供開放平臺的科技創(chuàng)新企業(yè)。

我們決定改變玩法，把「黑盒」變成「白盒」，更側(cè)重于提供基礎(chǔ)軟硬件平臺和開發(fā)環(huán)境，并提供標準化的功能及服務接口來賦能我們的客戶以及第三方合作伙伴。

想象一下，未來的汽車就像今天的手機一樣，每個汽車都會有各自的App store。其中的應用可能來自于傳統(tǒng)的零部件供應商，可能來自于客戶自研，也可能來自于第三方。

這種全新的生態(tài)不僅能為整車廠解鎖更多的模式，同時還能使生態(tài)鏈中的各個環(huán)節(jié)彼此協(xié)作，產(chǎn)生奇妙的化學反應，帶來無限的想象空間。

未來，安波福將始終保持開放的心態(tài)，與生態(tài)系統(tǒng)中的各個合作伙伴共同探索和開拓智能汽車架構(gòu)的終極奧義，激發(fā)未來移動出行的無限可能。

責任編輯：lq6