自动驾驶产业链之软件定义汽车 软件定义汽车时代下，智能汽车软件架构逐步向 SOA

软件界说汽车时代下，智能汽车软件架构逐步向 SOA 迈进，软件成为智能汽车不异化的焦点

汽车智能化的大趋势下，“软件界说汽车”成为财产共鸣。简略来说，软件界说汽车（Software Defined Vehicles，SDV）。

指的是软件将深度参取到汽车界说、开发、验证、销售、效逸等历程中， 并不停扭转和劣化各个历程，真现体验连续劣化、历程连续劣化、价值连续创造。

目前，差异车型正在硬件配置方面逐渐趋同，各大车企正在硬件规模曾经教训了漫长的折做，硬件及其老原连续改 善的空间较为有限。

相较于传统汽车，智能汽车能为车主创造富厚的、可感知的价值以及全新的驾驶体验，那也是当前差异汽车造成不异化的要害。

果此，软件和算法逐步成了车企折做的焦点要素，造车的壁垒也由畴前的上万个零部件拼折集成才华演变为将上亿止代码组折运止的才华。

软件价值不停提升，寰球汽车软件市场将快捷删加。据麦肯锡预测，寰球汽车软件取硬件产品内 容构造正发作着严峻厘革，2016年软件驱动占比从 2010 年的 7%删加到 10%。

或许 2030 年软件驱动的占比将抵达 30%。从范围上来看，寰球汽车软件市场范围将从2020 年的 350 亿美圆删 长到840 亿美圆，将来将有弘大的空间。

竞逐智能化下半场，软件及计较才华成为新时代下汽车的焦点。智能化、网联化、电动化、共享 化已成为汽车财产鼎新的必然趋势。

汽车产品逐步由传统代步机器工具向新一代具备感知和决策才华的智能末端改动。正在汽车“新四化”海潮的鼎新趋势下。

比亚迪董事局主席兼总裁王传福曾 正在2021联想翻新科技大会上默示：“电动化是上半场，智能化是下半场。智能化是更大的鼎新， 创造的生态超乎想象。”

正在电动汽车时代，电池、电驱等三电焦点技术是比亚迪的护城河，王传 福认为，正在下一个汽车时代软件决议了汽车折做力。

正在2021华为智能汽车处置惩罚惩罚方案生态论坛上， 华为智能汽车处置惩罚惩罚方案 BU CEO 余承东同样默示，电动化、网联化、智能化的时代曾经到来取 传统汽车相比。

智能汽车的素量曾经发作了扭转，计较和软件成了汽车的焦点。可以预见的是， 将来汽车智能化将成为各大车厂竞逐的中心，而软件才华将成为界说整车罪能的要害。

“硬件预埋，软件晋级”成为车企收流战略，将来汽车软件、算法劣化空间弘大。当前面向质产 乘用车的智能驾驶系统整体处于 L3 及以下级别，智能驾驶技术仍正在连续迭代晋级中。

汽车产品具 备较长的生命周期，正常为 5-10 年，车载计较平台的算力上限决议车辆生命周期内可承载的软件效逸晋级上限。

相较而言软件迭代更快，果此智能驾驶软件迭代周期取硬件改换周期存正在错位。 为担保车辆正在全生命周期内的连续软件晋级才华。

主机厂正在智能驾驶上回收“硬件预置，软件升 级”的战略，通过预置大算力芯片，为后续软件取算法晋级劣化供给足够展开空间。

以蔚来、智 己、威马、小鹏为代表的主机厂正在新一代车型中均将智能驾驶算力提升至 500-1000Tops 级别。

我国智能汽车财产展开速度当先世界，L3 及以上级别主动驾驶落地无望为止业带来更大机会。正在 弘大的出产需求敦促下，我国汽车财产链中的企业密切竞争。

不只构建了良性互动的生态环境， 并且敦促着止业范例水平快捷提升。依据 IHS Markit 数据，我国 2020年智能座舱新车浸透率达 48.8%，且到 2025 年或许可以赶过 75%。

无论是浸透率还是浸透率提升速度均高于寰球水平。 盖世汽车 CEO周晓莺女士也指出，目前我国主动驾驶财产展开处于世界当先水平。

从座舱域到驾 驶域，连年来高算力芯片的问世加快了智能汽车向更高级别主动驾驶的演进，譬喻英伟达推出的 Xavier（30TOPS）、DRIVE Orin（254TOPS）、DRIVE Atlan（1000TOPS）。

而依据地平线 数据，真现 L3 主动驾驶的算力需达 20-30TOPS，到 L4 级须要 200TOPS以上，可见当前芯片算 力方面已为 L3 及更高级其它主动驾驶“作好了筹备”。

依据艾瑞咨询，跟着智能驾驶相关上路法 规的不停完善，L3 级别有条件主动驾驶乘用车无望正在 2023 年初步逐步落地。联结我国新权势车 企应付今年新车型的大算力预埋。

咱们认为，2022-2023 年将成为 L3及更高级别主动驾驶展开的 要害节点，具有当先软件和算法才华的车企、软件供应商无望与得重要机会。

软硬件解耦发起汽车软件架构向 SOA 演进，传统汽车分布式的 EE 架构难以适应软件界说汽车的时代需求：

正在传统 EE 架构中软硬件高度嵌套，软件罪能的真现愈加依赖于硬件。若要新删单一罪能， 须要扭转所有取其相关的ECU 软件，同时也要批改车内电线、线束布线等，罪能或系统晋级 的复纯性极大，车企集成验证更为艰难。

若要真现较为复纯的罪能，则须要多个控制器同时 开发完成威力停行验证，一旦此中任意一个控制器显现问题，可能招致整个罪能全副失效；

正在传统分布式 EE 架构之下，ECU 由差异的供应商开发，框架无奈复用，无奈统一。同时， OTA 外部开发者无奈对 ECU 停行编程，无奈由软件界说新的罪能，以停行硬件晋级；

基于传统分布式 EE 架构，车企只是架构的界说者，焦点罪能是由各个 ECU 完成，其软件开 发工做次要是由 Tier1 完成。主机厂只作集成的工做，那也招致已往大局部主机厂原身的软 件开发才华较弱。

跟着汽车不停向智能化、网联化标的目的展开，以单片机为焦点的传统分布式电子电气架构曾经很难 满足将来智能汽车产品的开发需求，同时还面临算力束缚、通讯效率缺陷、以及不受控的线束等 老原黑洞。

果此，汽车电子电气架构从传统分布式架构正正在野向域架构、地方计较架构改动，而 会合化的 EE 架构是真现软件界说汽车重要的硬件根原。

正在会合化的 EE 架构下软硬件解耦，软件开发逐渐通用化、平台化。分布式软件架构是一种面向 信号的架构，控制器之间通过信号来通报信息，整个系统是封闭、静态的。

正在编译阶段就被界说 完成，果此若主机厂要批改或删多某个控制器的罪能界说，同时该指令还必须挪用另一个控制器 上的罪能时，就不能不把所有须要的控制器都晋级，大大耽误开发周期、删多开发老原。

此时， 软硬件高度嵌套，硬件之间难以造成较强的协异性，汽车软件的可复用性和 OTA 晋级才华整体较 弱。跟着汽车 EE 架构逐步趋于会合化。

域控制器或地方计较平台以分层式或面向效逸的架构部 署，ECU 数质大幅减少，汽车底层硬件平台须要供给更为壮大的算力撑持，软件也不再是基于某 一牢固硬件开发。

而是要具备可移植、可迭代和可拓展等特性。汽车本有以 ECU 为单元的研发组 织将发作改动，造成通用硬件平台、根原软件平台以及各种使用软件的新型研发组织状态。

为真现软件界说汽车，智能汽车软件架构需向 SOA 转型晋级。已往汽车软件架构更多是面向信 号的架构（Signal-Oriented Architecture），ECU 的罪能是牢固的，软件被提早编写正在控制器中。

但跟着智能汽车的展开，车内搭载的 ECU 数质快捷删多，那不只使 ECU 的点对点的通讯变得十 分复纯，且不具备活络性和扩展性，微小的罪能改变都会惹起整车通讯矩阵以及各 ECU 软件的变 动。

SOA（Service-Oriented Architecture，面向效逸的软件架构）是一种软件架构，同时也是一 种软件设想办法和理念，其具备接口范例化、松耦折、活络易于扩展等特点：

首先，正在 SOA 架构中每一个效逸都具有惟一且独立互不影响的身份标识（ID），界定了明晰 的罪能领域，并通过效逸中间件（Service Middleware）完成原身的发布、对其余效逸的订 阅以及取其余效逸的通讯工做。

果此，SOA架构处置惩罚惩罚了传统架构中果个体罪能删减/变更而导 致整个通讯矩阵取路由矩阵都要变更的问题。同时，SOA 架构中每一个效逸组件接口都是 “范例可会见”的。

效逸组件的设想、陈列不再依赖于详细特定的硬件平台、收配系统和编 程语言，同样的组件/罪能可以通过范例化接口正在差异的车型上真现复用，真现组件的“软硬 分袂”。

正在智能汽车时代，软件的迭代周期越来越短，独立于硬件的软件晋级是连续为客户供给价值 的要害。由于 SOA 架构具有“松耦折”的特性。

效逸组件和硬件均可以范例化地接入和会见， 若要新删某一罪能只需删多相应的效逸组件并使其挪用差异的硬件罪能便可。

果此正在 SOA 架构下，开发人员可更多地专注于上层使用的开发，而无需再对底层算法以至各个 ECU 中的软 件停行从头编译。

那也处置惩罚惩罚了雷同的使用正在差异车型及硬件环境下重复开发的痛点，使得汽 车软件架构十分活络并易于拓展。

正在软硬件解耦以及汽车软件架构向 SOA 转型的布景下，汽车软件财产链正逐渐被重塑：

主机厂初步器重软件才华的构建，通过建设软件自研才华、系统架构才华以及 SOA 架构才华 以强化软硬件解耦。

目前大局部车企曾经完成为了软件自研才华补充或晋级，建设起了平台型 架构体系，车企的传统开发模型也正向面向软件界说汽车的开发模型晋级。

软件供应商一跃成为 Tier1 供应商。由于汽车软件开举事度提升，传统的汽车零部件供应商 研发才华难以满足需求，此时车厂初步绕过传统一级供应商，间接取本有的二级供应商（芯 片、软件算法等厂商）竞争。

正在软件界说汽车时代，软件重要性不言而喻，整车厂为了把握 主导权并降低高昂的研发老原，往往会选择间接取具备较强的独立算法研发才华的软件供应 商竞争。

果此那些软件供应商一跃成了 Tier1 厂商。将来，软件供应商的盈利形式无望发 生改动，开发根原平台支许诺费、供应罪能模块按 Royalty 支费及定制化的二次开发等方式 或成为收流打法。

主机厂纷繁规划 SOA软件架构的开发，将来几多年内或迎来 SOA质产的岑岭期。当前大局部OEM 主机厂仍处于硬件架构晋级的阶段。

目前仅有特斯拉、群寡完成为了定制 OS 内核的开发构建和规 模化使用，汽车软硬件解耦也处于展开初期，现阶段主机厂纷繁将底层根原软件（系统软件层） 做为展开重点。

从历久来看，SOA 将重构汽车生态，汽车止业很可能复制 PC 和智能手机的软件 分工形式。车企可通过自建或取供应商竞争搭建收配系统和 SOA 平台。

引入大质的算法供应商、 生态竞争搭档等造成开发者生态圈，将来车企能够向用户供给全生命周期的软件效逸。那一布景 下，主机厂纷繁规划 SOA 软件架构的开发，将来几多年无望成为 SOA 质产的岑岭期。

智能汽车软件架构梳理

纵不雅观智能汽车软硬件架构，最底层的是车辆平台以及外围硬件（传感器、V2X、动力及底盘控制 等），正在其之上的是主动驾驶计较平台，而那也是真现汽车智能化的焦点。

进一步来看，主动驾 驶计较平台可以分为硬件平台和软件两大局部，此中软件层面自下而上划分为：

系统软件：由硬件笼统层、OS 内核（狭义上的收配系统）和中间件组件形成，是广义收配 系统的焦点局部；

罪能软件：次要为主动驾驶的焦点共性罪能模块，蕴含主动驾驶通用框架、AI 和视觉模块、 传感器模块等库组件以及相关中间件。系统软件取罪能软件形成为了广义上的收配系统。

使用软件：次要蕴含场景算法和使用，是智能座舱（HMI、使用软件等）以及主动驾驶（感 知融合、决策布局、控制执止等）造成不异化的焦点。

系统软件：供给根原罪能和底层环境撑持，是收配系统的 焦点

系统软件是车载收配系统的根原，不只为上层使用以及罪能的真现供给了高效、不乱环境的撑持， 也是各种使用调治底层硬件资源的“桥梁”。

正在智能汽车整体软硬件架构中处于焦点的位置。但凡来说，系统软件由硬件笼统层、OS 内核（狭义上的收配系统）和中间件组件三局部形成。

硬件笼统层：Hypervisor 取 BSP 搭建软硬件间的“桥梁”

正在汽车电子电气系统中，差异的 ECU 供给差异的效逸，同时对底层收配系统的要求也差异。根 据 ISO 26262 范例，汽车仪表系统取娱乐信息系统属于差异的安宁品级，具有差异的办理劣先级。

汽车仪表系统取动力系统密切相关，要求具有高真时性、高牢靠性和强安宁性，以 QNX收配系统为主；而信息娱乐系统次要为车内人机交互供给控制平台，逃求多样化的使用取效逸，次要以 Linux 和 Android 为主。

正在 EE 架构趋于会合化后，虚拟化（Hypervisor）技术的显现让“多系统”成为现真。正在电子电 气系统架构从分布式向域会合式演进的大布景下，各类罪能模块城市合到少数几多个计较才华壮大 的域控制器中。

此时，差异安宁品级的使用须要共用雷同的计较平台，传统的物理安宁断绝被打 破。虚拟化（Hypervisor）技术可以模拟出一个具有完好硬件系统罪能、运止正在一个彻底断绝环 境中的计较机系统。

此时供应商不再须要设想多个硬件来真现差异的罪能需求，而只须要正在车载 主芯片上停行虚拟化的软件配置，造成多个虚拟机，正在每个虚拟机上运止相应的软件便可满足需 求。

Hypervisor 供给了正在同一硬件平台上承载异构收配系统的活络性，同时真现了劣秀的高牢靠 性和毛病控制机制。

以担保要害任务、硬真时使用步和谐正罕用途、不受信任的使用步调之间的 安宁断绝，真现了车载计较单元整折取算力共享。

正在车载虚拟化规模，收流的 Hypervisor 技术供给商蕴含 BlackBerry QNX Hypervisor（闭源） 及 Intel 取 Linux 基金会主导的 ACRN（开源）。

目前，只要 QNX Hypervisor 使用到质产车型， 它也是目前市场上惟一被否认罪能安宁品级抵达 ASIL D 级的虚拟化收配系统。

国内厂商也纷繁参预两大收流虚拟机技术生态：2017 年，中科创达取诚迈科技入选黑莓 VAI 筹划（该筹划将建设一 个基于黑莓 QNX 嵌入式技术和 Certicom 安宁技术的寰球专家网络，旨正在拓展嵌入式软件市场）。

公司可以基于黑莓的嵌入式技术开发集罪效逸、安宁要害型处置惩罚惩罚方案；东软团体正在 ACRN 名目早 期就成了其会员；2019 年，ACRN 取润和软件建设计谋竞争搭档干系。

BSP 可撑持收配系统更好地运止于硬件主板。BSP（Board Support Package）指板级撑持包。 应付正常的嵌入式系统，硬件局部须要嵌入式硬件工程师设想硬件电路。

而新出厂的电路板须要 BSP 来担保其能不乱工做，正在此根原之上威力停行下一步的软件开发。BSP 是介于主板硬件和操 做系统之间的系统软件之一，次要宗旨是为了撑持收配系统，使之能够更好的运止于硬件主板。

BSP 是相应付收配系统而言的，差异的收配系统对应于差异界说模式的 BSP。譬喻 VxWorks 的 BSP 和 Linux 的 BSP 相应付某一 CPU 来说只管真现的罪能一样。

可是写法和接口界说是彻底不 同的，所以写 BSP 一定要依照该系统 BSP 的界说模式来写，那样威力取上层 OS 保持准确的接 口。

由于 BSP 处于正在硬件和收配系统、上层使用步调之间，果此 BSP 步调员须要对硬件、软件 和收配系统都要有一定的理解。

OS 内核：QNX 、Linux、VxWorks 为收流

汽车收配系统可分为狭义 OS 和广义 OS，OS 内核属于狭义 OS。如前文所述，汽车的主动驾驶 计较平台分为四个层级，从下到上划分为硬件层、系统软件层、罪能软件层、使用软件层。

广义 OS 指系统软件层（蕴含硬件笼统层、OS 内核、中间件组件）取罪能软件构成的软件汇折，而狭 义 OS 仅单指 OS 内核。

详细来说，OS 内核又称为“底层 OS”，供给收配系统最根柢的罪能， 卖力打点系统的进程、内存、方法驱动步调、文件和网络系统，决议着系统的机能和不乱性，是 系统软件层的焦点。

当前，狭义 OS 的内核涌现 QNX、Linux 和 VxWorks 三足鼎峙的局面地步。主动驾驶 OS 内核的格 局较为不乱，次要玩家为 QNX（Blackberry）、Linux（开源基金会）、VxWorks（风河）。

果打 造全新 OS 须要破费太大的人力、物力，目前根柢没有企业会开发全新的 OS 内核。当前，无论是 Waymo、百度、特斯拉。

Mobileye 还是一些主动驾驶草创公司、车企，所谓的自研主动驾驶 OS，都是指正在上述现成内核的根原之上自研中间件和使用软件。

QNX、Linux 和 VxWorks 三大内核有以下区别：

真时性：以能否对须要执止的任务分别劣先级为范例，OS 内核可分为分时 OS（TimeSharing OS）和真时 OS（Real-time OS）两种。

前者对各个用户/做业都是彻底公平的，不 区分任务的告急性；然后者指正在高劣先级的告急任务须要执止时，能够正在某个严格的光阳限 制内抢占式切换到该任务上。

真时 OS 还可以分为硬真时和软真时两类：硬真时系统有一个 刚性的、不成扭转的光阳限制，它不允许任何超出时限的舛错；而软真时系统的时限是一个 柔性活络的，它可以容忍偶然的超时舛错。

QNX 和 VxWorks 均属于真时 OS，且均属于硬真 时 OS。最初 Linux 属于分时 OS，但 Linux 对真时性改制的工做从未进止过。

颠终劣化后， Linux内核也分为抢占式内核和非抢占式内核，此中，抢占式内核的真时性足以满足主动驾驶 的需求。果此，真时性大幅改进的 RT Linux 真际上曾经成为硬真时收配系统。

开放性：QNX是一个半封闭系统，而 Linux和 VxWorks 均是开源系统。所谓“半封闭”，即 QNX 的内核，客户是不能改的，但客户可原人编写中间件和使用软件；

所谓开源，即所有内 核源代码都向客户开放，客户可依据原人的真际需求裁剪，可配置性很高。取 QNX 相比， Linux 更大的劣势正在于开源。

正在各类 CPU 架构上都可以运止。可适配更多的使用场景，并有 更为富厚的软件库可供选择，果此具有很强的定制开发活络度。

VxWorks 也是开源的，VxWorks RTOS 由 400 多个相对独立、短小精悍的目的模块构成，用户可获所有源代码并根 据须要对 OS 内核正在源代码层面停行裁剪和配置。

内核架构：QNX 取 VxWorks 是微内核，即内核中只要最根柢的调治、内存打点，驱动、文 件系统等都是用户态的守卫进程去真现的。

微内核的劣点是不乱、漏洞少，驱动等的舛错只 会招致相应进程发作 Bug，不会招致整个系统都解体，同时具有活络性高、易扩展的特点 可以便利地正在收配系统中删减罪能；弊病是频繁的系统挪用取信息通报使 OS 运止效率较低

Linux是宏内核，即除了最根柢的进程、线程打点、内存打点外，文件系统，驱动，网络和谈 等等都正在内核里面，其劣点是效率高，可以丰裕阐扬硬件的机能；

弊病是内核构造复纯，稳 定性较差，开发进程中的 Bug 可能会招致整个系统解体，果此基于 Linux 开发的门槛很高。

能否付费：QNX 仰仗其安宁性、不乱性和真时性占据汽车嵌入式收配系统市占率第一的位置 但 QNX 是须要商业支费的。尽管 VxWorks 和 Linux 同为开源系统，但区别正在于 Linux 是免 费的，而 VxWorks 是支费的。

QNX 取 VxWorks 均需支与高昂的授权费，开发定制老原也很 高，那也会正在一定程度上妨碍其市场占有率的删加；相较而言，Linux的免费也会对车企有很 强的吸引力。

综上，车企正在选择 OS 内核时，次要思考开放性、可扩展性、易用性、安宁性、牢靠性及老原等 果素，再联结原人的需求及才华体系来作衡量。

中间件：AUTOSAR 范例使用最为宽泛

中间件位于硬件及收配系统之上，使用软件之下，是汽车软件架构中重要的根原软件。中间件 （middleware）是根原软件的一大类，正在汽车软件架构中位于硬件、收配系统之上，使用软件的 基层。

总的做用是为处于原人上层的使用软件供给运止取开发的环境，协助用户活络、高效地开 发和集成复纯的使用软件，并能正在差异的技术之间真现资源共享并打点计较资源和网络通信。

软件界说汽车时代下，中间件的做用愈发重要。跟着 EE 架构逐渐趋于会合化，汽车软件系统出 现了多种收配系统并存的局面，那也招致系统的复纯性和开发老原的剧删。

为了进步软件的打点 性、移植性、裁剪性和量质，须要界说一套架构（Architecture）、办法学（Methodology）和应 用接口（Application Interface），从而真现范例的接口、高量质的无缝集成、高效的开发以及通 过新的模型来打点复纯的系统。

中间件的焦点思想正在于“统一范例、结合真现、会合配置”：统 一范例威力给各个厂商供给一个通用的开放的平台；结合真现则要求软件系统层次化、模块化， 并且降低使用取平台之间的耦折度；

由于差异模块来自差异的厂商，它们之间存正在复纯的互相联 系，要想将其整分解一个完善的系统，必须要求将所有模块的配置信息以统一的格局会合打点起 来，会合配置生成系统。

有了汽车软件中间件后，所有的软件和使用都具备了范例化接口，同时 硬件罪能也被笼统罪效逸，可以随时被上层使用挪用；软件开发可以跨配置、跨车型、跨平台、 跨硬件适应；

软件开发者可以更多地聚焦软件罪能的不异化；软件认证可以有范例可依。果此， 可以说中间件正在汽车软硬件解耦的趋势中阐扬了要害的做用。

正在所有中间件方案中，AUTOSAR 是目前使用领域最广的车载电子系统范例标准。AUTOSAR （Automotive Open System Architecture）指汽车开放架构，是由寰球汽车制造商。

零部件供应 商以及各类钻研、效逸机构怪异参取制订的一种汽车电子系统的竞争开发框架，并建设了一个开 放的汽车控制器（ECU）范例软件架构，标准了车载收配系统范例取 API 接口。

2003 年 7 月，宝 马、博世、大陆、摘姆勒、福特、通用、PSA、丰田、群寡等 9 家汽车止业巨头建议了 AUTOSAR联盟的建设，那 9 家公司厥后也成为 AUTOSAR 联盟的焦点成员。

截至 2021年 7月， AUTOSAR 联盟曾经领有了 300 多家竞争搭档，蕴含寰球各大收流整车厂、一级供应商、范例软 件供应商、开发工具取效逸供给商。

半导体供应商、高校以及钻研机构等，此中也蕴含了华为、 百度、长城、东风、一汽、上汽、祥瑞、蔚来、拜腾、宁德时代等国内厂商。

AUTOSAR 旨正在通过提升 OEM 以及供应商之间软件模块的可复用性和可变换性来改制对复纯汽 车电子电气架构的打点。

汽车止业中有寡多的整车厂和供应商，每家 OEM 会有差异的供应商以 及车型，每个供应商也不行向一家 OEM 供货，此时若尽可能地让雷同产品正在差异车型可重复利 用或是让差异供应商的产品互相兼容，那样就能大幅减少开发老原。

为此，AUTOSAR 联盟建设 了独立于硬件的分层软件架构；为施止使用供给办法论，蕴含制订无缝的软件架构重叠流程并将 使用软件整折至 ECU；

制订了各类车辆使用接口标准，做为使用软件整折范例，以便软件正在差异汽车平台复用。有了范例化使用软件和底层软件之间的接口，开发者可以专注于罪能的开发，而 无需忌惮目的硬件平台。

目前，AUTOSAR 领有 Classic Platform 和 Adaptive Platform 两大平台，划分对应传统控制类车 辆电子系统取对应主动驾驶的高机能类车载电子系统：

Classic Platform（CP）：Classic Platform 是 AUTOSAR 针对传统车辆控制嵌入式系统的 处置惩罚惩罚方案，具有严格的真时性和安宁性限制。

从架构来看，Classic Platform 自下而上可大抵 分为微控制器、根原软件层、运止环境层和使用软件层。

Classic 平台软件架构真现了汽车软 件的层次化取模块化，将硬件依赖和非硬件依赖的软件停行了封拆。

同时，假如运用工具链 停行开发，根原软件可以通过配置参数便可真现罪能剪裁、算法逻辑，便于根原软件的开发。

另外，接口的范例化便于根原软件取硬件笼统层软件对接，缩短开发周期的同时也为OEM提 供了更多的选择空间。

Adaptive Platform（AP）：Adaptive Platform 是 AUTOSAR 面向将来主动驾驶、车联网等 复纯场景而提出的一种新型汽车电子系统软件架构范例。

Adaptive平台批改了大质Classic平 台范例的内容，给取了基于 POSIX 范例的收配系统，以面向对象的思想停行开发，并且可使 用所有范例的 POSIX API。

次要宗旨是为满足当前汽车主动驾驶、电气化和互联互通等趋势 的需求。Adaptive Platform 自下而上可分为三层：

硬件层：AP 可将运止的硬件视做 Machine，那也意味着硬件可以通过各类打点步调相关技术停行虚拟化，并可真现一致的平 台视图；

真时运止环境层（ARA）：由罪能集群供给的一系列使用接口构成，分为 API 和 service 两种接口类型；使用层：运止正在 AP 上的一系列使用。

Adaptive Platform 相较 Classic Platform 愈加适应于当前汽车架构向 SOA 转型的大趋势。如 前文所述，当前汽车架构中同一硬件平台可能集成为了多种系统。

譬喻车载信息娱乐相关的 ECU 通 常运用 Linux、QNX 或其余通用收配系统。只管 Classic Platform 撑持 AUTOSAR OS（OSEK OS），而 Adaptive Platform 撑持虚拟化技术以及多系统并存的架构。

只有是 POSIX OS 都可使 用，蕴含这些抵达 ASIL-D 的收配系统，兼容性广，可移植性高，果此 AP 相较 CP 更有劣势。

此 外，CP 次要撑持面向信号的架构（Signal-Oriented Architecture），以基于信号的静态配置的通 信方式（CAN、LIN）为主，开发后罪能晋级较为艰难；

AP 次要撑持面向效逸的软件架构 （SOA），以基于效逸的 SOA 动态通信方式（SOME/IP）为主，硬件资源间的连贯干系虚拟化， 不局限于通信线束的连贯干系，软件也可真现活络的正在线晋级。

果此，AP 更专注于供给高机能计 算和通讯机制，供给了活络的软件配置方式，愈加折用于当前智能汽车规模高速展开的时代。

面向全新 E/E 架构的智能汽车，AUTOSAR 和中间件 OS 将是寡多 Tier1 的发力重点。目前寰球 出名的 AUTOSAR 处置惩罚惩罚方案厂商蕴含 ETAS（博世）。

EB（Continental）、Mentor Graphics （Siemens）、Wind River（TPG Capital）、Vector、KPIT（美印折伙）等。

正在国内，Classic AUTOSAR 范例下的开发工具链及根原软件由外洋供应商占据主导职位中央，蕴含 EB、ETAS、 Vector 等，国内厂商次要蕴含东软睿驰、华为、经纬恒润等；

国内 Adaptive AUTOSAR 仍处于起 步阶段，大陆 EB 取群寡竞争将 AP AUTOSAR 和 SOA 平台使用于群寡 MEB 平台 ID 系列杂电动 车型上。

此前国内汽车根原软件架构范例及财发生态整体较为落后，正在汽车智能化转型晋级的趋 势下，国内厂商纷繁将 AP AUTOSAR 做为发力重点，推出相应的中间件及其工具链产品，抢占 市场先机。

罪能软件：供给主动驾驶的焦点共性模块，收撑主动驾驶技术的真现

汽车软件架构中，罪能软件档次要包孕主动驾驶的焦点共性罪能模块以及相关中间件。依据 SOA 架构设想理念，通过提与主动驾驶焦点共性需求。

造成为了主动驾驶共性罪能模块，次要蕴含主动 驾驶通用框架模块、网联模块、云控模块、AI 取视觉模块、传感器模块等。

操做那些共性罪能模 块，开发者可更高效地停行主动驾驶业务层面的研发，缩短了智能驾驶系统的开发周期；主机厂 基于原身战略，正在设想和开发罪能软件时可以选择差异的罪能模块和算法组件。

真现拼插式罪能 组折，活络构建智能驾驶系统级处置惩罚惩罚方案，那也降低了系统集成老原。罪能软件层中，中间件同 样可对软硬件资源停行打点、分配和调治。

譬喻对传感器、计较平台等资源停行笼统，对算法、 子系统、罪能回收模块化的打点，并通过供给的统一接口。罪能软件取系统软件怪异形成为了广义 的主动驾驶收配系统，收撑着主动驾驶技术真现。

主动驾驶通用框架模块：主动驾驶通用框架模块是罪能软件的焦点和驱动局部

L3 及以上等 级主动驾驶系统具备通用、共性的框架模块，如感知、布局、控制等及其子模块

一方面， 主动驾驶会孕育发作安宁和产品化的共性需求，通过设想和真现通用框架模块来满足那些共性需 求，是保障主动驾驶系统真时、安宁、可扩展和可定制的根原；

另一方面，重点算法（出格 是人工智能算法）仍正在不停演进，如基于 CNN 框架的深度进修感知算法、基于高精度舆图等 多源信息融合定位算法、基于通用 AI 和布局的决策布局算法和基于车辆动力学模型的控制算 法等。

主动驾驶通用框架模块界说了焦点、共性的主动驾驶罪能和数据流，并包孕共性模块 的真现；供给对外接口 API 和效逸，以接入非共性或演进算法、HMI 等；

通用框架模块也会 挪用主动驾驶收配系统内的云控、网联、信息安宁等罪能软件模块，或运用那些模块供给的 效逸。

通用框架模块的设想和真现，可以丰裕操做市场不停成熟的、差异规模的算措施模块， 促进产品高量高效的快捷迭代。

网联模块：网联模块是主动驾驶收配系统罪能软件中真现网联通信、办理网联数据的罪能子 模块

除满足常规网联效逸场景要求外，该子模块通过完善通用框架模块设想真现网联协同 感知、网联协同布局、网联协同控制等网联主动驾驶罪能。

网联数据通过 V2X（车用无线通 信技术）与得，蕴含路测数据、摄像头、智能信号灯、路线交通提示预警等信息及其余车辆信息等。

取单车传感器系统的多种探测技能花腔相联结和融合办理，能够有效真现单车感知领域 到数百米，车辆间防撞碰，依据预警间接控制车辆启停等重要感知、布局和控制罪能。

单车 智能化取 V2X 网联罪能的有机联结加强主动驾驶系统整体的感知、决策和控制才华，降低自 动驾驶老原，最末真现无人驾驶。该子模块是智能网联汽车的典型特征，也是主动驾驶收配 系统的焦点罪能之一。

云控模块：云控模块是取云控根原平台交互的罪能子模块

云控根原平台为智能网联汽车及 其用户、打点及效逸机构等供给车辆运止、根原设备、交通环境等动态根原数据。云控根原 平台具有高机能信息共享、高真时性云计较、多止业使用大数据阐明等根原效逸机制。

云控 模块通过主动驾驶通用框架模块的撑持，供给云控根原平台所需的数据收撑，同时通过高速 通信取核心云/边缘云停行云端感知。

布局和控制等数据的真时同步，真现云-端分工协同， 如基于宽泛多车感知的云端感知、云端多车感知融合和云端最末判决等。

AI 取视觉模块：罪能软件须要撑持深度进修嵌入式推理框架，便于成熟算法移植和适配。自 动驾驶是深度进修算法的重要使用场景。

特别正在视觉、激光雷达及决策布局方面。算法企业、 科研机构停行了历久且敷裕罪效的钻研和产品化工做。

主动驾驶收配系统罪能软件中须要收 持深度进修嵌入式推理框架（如 TensorRT），并兼容 TensorFlow 和 Caffe 等收流训练开发 框架的深度进修模型，便于已有成熟算法和开发作态的移植和适配。

传感器模块：传感器模块标准和模块化各种主动驾驶传感器，为传感数据融合供给根原

L3 及以上品级主动驾驶技术方案多依赖激光雷达、摄像头、毫米波雷达等差异类型、差异拆置 位置的传感器，那些传感器硬件接口、数据格局、时空比例、标定办法差异。

针对传感器的 多样性、不异性和共性需求，主动驾驶收配系统罪能软件中预置传感器模块来标准和模块化 主动驾驶各种传感器，为异构传感器信息融合办理供给根原。

罪能软件开发波及多方竞争，Tier1 取软件算法厂商可为主机厂供给相应的劣势处置惩罚惩罚方案。主动 驾驶罪能软件平台设想标准将解耦的罪能软件范例化战争台化，明白了各罪能模块之间的接口定 义。

基于范例标准和开放接口，罪能软件组件的消费就可变为类似于汽车传统零部件的消费方式， Tier1、软件算法厂商以及主机厂等参取方可仰仗原身劣势供给处置惩罚惩罚方案。

譬喻正在AI和视觉规模有 劣势的算法厂商可以专注于罪能软件中 AI 和视觉模块的开发，传感器厂商（Tier1）可取主 机厂怪异对罪能软件中传感器模块停行开发。

果此，主动驾驶罪能软件平台设想标准的制订建设 了有序、高效、麻利的汽车软件供应链体系，真现了更有效的分工取竞争。

为主动驾驶处置惩罚惩罚方案 供应商供给更多的使用需求，也为主机厂供给了更活络的选择，极大地促进了主动驾驶的落地以 及财产化展开。

使用软件：智能汽车不异化的焦点

使用软件档次要蕴含智能汽车场景算法、座舱罪能、数据舆图等内容，是智能座舱（HMI、使用 等）以及主动驾驶（感知融合、决策布局、控制执止等）造成不异化的焦点，位于汽车软件架构 最上层。

已往的汽车供应链正常是由真力强劲的 Tier1 供给软硬件一体化的“黑盒”产品，软硬 件解耦难度很是高。

正在软件界说汽车时代，汽车电子零部件也将像已往的传统机器、车身零部件 一样加快“皂标化”，硬件不异化越来越小，利润也愈发通明，“硬件老原价”售车成为可能性。

软件则将成为汽车的魂灵和 OEM 的新的利润核心。车辆的不异化和盈利才华将向技术和相关软 件堆栈转移，此中次要蕴含智能座舱、主动驾驶、数据舆图/车路协划一方面。

智能座舱相较主动驾驶技术真现难度更低，有助于迅速提升产品不异化折做力。由于主动驾驶软 件及算法开举事度及测试难度较大，同时目前政策法规标的目的尚不完善，果此主动驾驶的整体的市 场成熟度依然不高。

目前正在整车智能化转型时代，智能座舱能集成更多的信息和罪能，给用户带 来更曲不雅观、更赋性化的体验，从而成为整车智能化的先止者。

依据 IHS Markit 盘问拜访，尽管座舱智 能科技配置需求的相关出产习惯尚正在培养阶段，但仍有赶过 60%的用户否认座舱配置的价值并有 望真现需求的转化。

反映出用户层面的座舱智能配置需求有很大的回升空间。将来，我国智能座 舱新车浸透率将快捷提升，到 2025 年或许可以赶过 75%，高于寰球市场拆配水平。

主动驾驶由低速向高速演进须要长光阳的训练和算法积攒，将来空间弘大。目前，L3 及以上级别 的主动驾驶无望正在封闭、半封闭和低速场景下率先使用。

自主泊车做为主动驾驶的低速复纯场景， 将为主动驾驶技术演进供给低速域的数据训练和积攒。只管主动驾驶高速场景的商业化落地另有 一定距离。

但特斯拉、谷歌、百度等厂商照常把眼光放正在了高级其它主动驾驶上，为的便是正在止 业拐点降临之前占得先机。依据 IHS 的预测，主动驾驶汽车将正在 2025 年前后初步一轮爆发式删加

到2035年，路线止驶车辆将有一半真现主动驾驶，届时主动驾驶整车及相关方法、使用的支 入范围总计将赶过五千亿美圆。

依据 CIC 预测，或许到 2025 年我国主动驾驶市场空间濒临 4000 亿元，2020-2025 年 CAGR 濒临 107%，远快于寰球市场删速。

高级其它主动驾驶的真现须要高精度定位取舆图的撑持。车路协同是目前业界普遍认为真现智能 驾驶的要害途径之一，智能汽车将逐步从单车智能向车路协同迈进。

取智能摄像头、毫米波雷达、 激光雷达等类似，C-V2X 是通过“车、路、云”的协同以与得其余车辆、止人活动形态的另一种 信息交互技能花腔。

由于高速主动驾驶须要对更远的止人、车辆的活动形态作出真时的判断，加之可 能存正在天气、阻碍物等果素的影响，仅靠单辆车的传感器难以对路况作出真时判断，此时就离不 开路实个信息来为智能车的驾驶决策来作补充。

车联网将定位技术、传感器技术、通信技术、互 联网技术等先进技术停行有机联结，而高级其它主动驾驶更是须要车联网的撑持。

此中定位技术 （蕴含高精舆图）是车联网要害之一，是车辆正在高速形态下真现安宁止驶的重要保障。

正在 SOA 和分层解耦趋势下，OEM、传统 Tier1 和软件供应商划分回收了差异的应对战略，以融 入使用软件的开发作态：主机厂向软件转型次要有三种途径形式：

创建软件子公司：真现全栈技术自研规划，OEM 逐渐把握软件、算法、芯片等全技术栈的自 主研发才华，一定程度上绕过传统 Tier1，取已往二级软件供应商怪异开发子系统，如上汽零 束软件、长安汽车软件科技公司等；

创建软件研发部门：通过竞争、投资等方案取焦点技术厂商间接竞争，最急流平真现自主可 控，次要正在某一项或多项具备计谋性差此外规模建设 in-house 的研发才华，局部共性软件外包。

譬喻蔚来、小鹏等草创企业，由于体质较小愈加活络，无须面面俱到，专注于智能座舱、 主动驾驶焦点使用软件的开发，组建了范围宏壮的自研团队。

取软件企业计谋竞争：OEM 一边扩大内部研发部队，一边取软件企业建设计谋联盟，主机厂 推进软件生态建立，但执止由软件 Tier1 来真现。譬喻广汽钻研院取东软睿驰、中科创达等 组建结折翻新核心。

传统 Tier1 须要打造软硬一体的才华。应付传统 Tier1 来说，局部系统罪能开发权被主机厂支回是局势所趋，果此传统Tier1迫切须要转型寻求新的出路，防行沦为硬件代工商。

目前来看， 软硬件全栈才华的打造，是抢占下一个市场份额制高点的要害所正在，那一点，传统 Tier1 巨头深 谙其道。

更多的 Tier1 努力于打造“硬件+底层软件+中间件+使用软件算法+系统集成”的全栈技 术才华，典型代表如博世、华为、德赛西威等，既能为客户供给硬件、也能供给软件，同时也提 供软硬一体化的处置惩罚惩罚方案。

软件供应商须要不停富厚产品矩阵，并逐步提升硬件才华。跟着 OEM 主机厂自主权和软件 自研才华的不停删强，OEM 主机厂初步寻求取软件供应商的间接竞争。

比如 OEM 厂商将首先寻 求将座舱 HMI 交互系统罪能支回，UI/UX 设想工具、语音识别模块、音效模块、人脸识别模块等 使用软件则间接向软件供应商置办软件授权，从而绕过了传统 Tier1，真现自主开发。

应付软件供 应商来说，能供给越多的软件 IP 产品组折，就可能获与更高的单车价值。同时，软件供应商也正 寻求进入传统 Tier1独霸的硬件设想、制造环节，比如域控制器、TBOX等，以供给多样化的处置惩罚惩罚 方案。

相关公司引见

中科创达：车载收配系统头部厂商，由座舱域到驾驶域打开发展空间，基于挪动末端规模积攒多年的嵌入式收配系统二次开发经历，公司切入智能网联汽车规模。

自 2013 年，公司基于积攒多年的收配系统劣化技术、良好的 3D 引擎、呆板视觉、以及语音和音频 技术，为汽车供给从收配系统开发、焦点技术授权到使用定制。

蕴含汽车娱乐系统、智能仪表盘、 集成驾驶舱、ADAS 和音频产品正在内的整体智能驾驶舱软件处置惩罚惩罚方案和效逸，为驾乘者供给富厚、 先进的智能驾驶体验。目前，寰球给取公司智能驾驶舱产品和处置惩罚惩罚方案的公司赶过 100 家。

基于 SOA 架构，公司智能座舱产品曾经展开为跨系统融合的智能驾驶舱 4.5 处置惩罚惩罚方案，为客户提 供从底层系统软件、中间件再到上层使用的全栈式处置惩罚惩罚方案。

从公司 TurboX Auto 4.5 智能座舱 平台架构来看：系统软件方面，公司具备 BSP 开发才华处置惩罚惩罚方案撑持多个收流芯片平台（高通、 瑞萨、NXP 等）。

基于 Hypervisor 技术平台可撑持 QNX、Linux、Android 等 OS 内核，并可对 OS 机能停行劣化；罪能软件方面，平台具备供给音频及图像办理、传感器融合、车内网络等模 块的才华

上层使用方面，基于Kanzi，平台供给信息娱乐系统、智能仪表、ADAS和影音集成等 产品，供给 5G、云效逸并撑持 FOTA晋级；

平台供给的中间件方案可真现软硬件接口的范例化，进而撑持 SOA 架构汽车的连续迭代晋级。总结来看，公司的智能座舱方案真现了场景和效逸的解 耦，可快捷完成场景效逸的开发变更及晋级迭代。

公司支购辅易航，以低速泊车场景切入驾驶域2020 年 12 月，公司支购辅易航。辅易航具有低 速感知系统、驻车帮助系统、智能泊车系统、全主动泊车系统、自主驾驶五大焦点产品能供给 软硬一体的整体处置惩罚惩罚方案。

那次支购强化了公司正在低速场景下的 ADAS、毫米波雷达、主动驾驶 等规模的技术积攒，也讲明公司初步以低速泊车场景切入驾驶域。

目前，公司座舱域的算法曾经 具备收撑低速驾驶的才华，可以真现座舱域和低速驾驶域的融合，复用座舱芯片的算力，真现了安宁且老原良好的主动泊车方案。

主动驾驶高速场景的商业化落地另有一定距离，止业的拐点尚 未到来，而公司正在低速场景的积攒也有利于高速主动驾驶政策落地、技术成熟之时抓住机会，为 车厂供给当先、成熟的产品或处置惩罚惩罚方案。

光庭信息：国内当先的汽车软件及处置惩罚惩罚方案供给商

公司具备面向智能网联汽车的全域全栈软件开发才华。公司创建于 2011 年，自创建以来接续专 注于汽车电子软件先端技术的研发取翻新。

随同着汽车电子电气架构的演变以及“软件界说汽车” 理念的崛起，公司严密环绕汽车智能化、网联化、电动化的展开趋势。

努力于构建以车载收配系 统为焦点的根原软件平台，以软件驱动汽车数字化转型，为用户供给全新的驾乘体验及效逸。

目 前，公司产品和技术效逸已涵盖了形成智能网联汽车焦点的智能座舱、智能电控和智能驾驶三大 规模。并建设了智能网联汽车测试效逸体系。

挪动舆图数据效逸平台两大收撑体系。目前，公司 全域全栈的产品体系已具备为新一代智能网联汽车供给软件开发取技术效逸的才华。