汽车电子未来发展遇矛盾 软件技术开发有突破
摘要: 汽车电子未来发展遇矛盾,但是软件开发获突破,抢占核心技术制高点。
关键字: 汽车电子,电脑,多核处理器
汽车产业应该改变开发汽车电子系统的设计方式。减少电子控制单元(ECU)的数量,以及集成更多的功能,是推动这种变化的两个主要因素。由于更多的功能通常要求ECU具有更高的性能和计算能力,因此,上述两个因素似乎陷入了众所周知的两难处境。减少ECU数量主要是为了节省成本,包括功耗、电磁兼容(EMC)、印刷电路板(PCB)面积和线缆问题。减少ECU,也能降低ECU之间的通讯,从而降低系统复杂性和成本。
减少ECU数量可以从多个方面影响成本:
硬件成本:更有效率的系统架构可以降低目前在不只一个控制单元中存在的硬件冗余。而且,更少的节点和多工器以及更加分散的负载,可以降低汽车网络系统的复杂程度,并使之更加简洁。
开发成本:ECU数量减少,使系统得到简化,而且可能基于AUTOSAR和GENIVI等汽车电脑平台,或QNX和Microsoft Auto等自有平台,显然有利于缩短开发时间。由于可重复使用许多软件成分,使用这类平台将进一步降低软件成本,也可以根据地区或细分市场的要求,在生产链的最后阶段选择汽车配置。
维护成本:灵活和精干的控制单元也有利于系统更新和升级,尤其是在依赖标准软件平台的时候。
根据上述因素判断,未来汽车系统将类似于基于PC的架构,其中软件将扮演更加重要的角色。IHS公司设想其是软件定义汽车的时代,导航、远程信息处理和通讯等硬件功能都将作为软件应用,由几个中央ECU加以处理。另外,系统更新和升级也可以通过下载新的软件包以远程方式实现。其实集成问题也与计算能力等系统性能要求有关。由于未来的汽车中集成新的功能,预计计算能力需要大幅提高。这些功能包括信息娱乐、远程信息处理和导航等。此外,传统的动力总成、底盘和ADAS功能也将增添功能,而这些功能需要更多的技术,尤其是计算能力。逐步改善的安全性与更高的燃油效率,将需要更多更新的电子器件,其中多数需要更高的计算能力。虚拟可以服务于多任务系统,并有利于使汽车ECU合理化,从而实现成本更低和更有效率的解决方案。但是,虚拟系统只能用于中低性能的系统。虚拟能够为现有系统提供便宜和平稳的解决方案,帮助原有系统过渡到下一代和高端系统,这些系统基于开放源操作系统。多核架构未来将是汽车电子的基本选择,可以满足正在浮现的以及未来对高性能、维修控制以及功耗的要求。
汽车电子
市场供应情况与指标
多核处理器已经用于汽车系统。飞思卡尔半导体提供速度为130MHz的双核处理器。作为OEM厂商,宝马是率先采用多核架构的厂商之一,已经在宝马赛车中采用了飞思卡尔的解决方案。预计宝马也将在未来的1系列、3系列和X3车型中采用多核系统。ARM最近宣布推出Cortex-R5和Cortex-R7 MPCore处理器,用于3G和4G移动设备,同样也面向汽车与工业应用。该ARM处理器系列覆盖很宽的高性能、实时嵌入应用,正好满足汽车市场的需要。这些新产品特别适合要求高性能及高可靠性的嵌入应用。这些处理器提供一系列强调安全性的功能,包括所有外部总线中的错误管理、冗余双核系统和差错检验码(ECC)。这些产品还支持高频中断,以及快速及确定性的数据传输,用于实时的高安全性应用。
抢占核心技术制高点 汽车软件开发获突破
最近,我国汽车电子核心技术自主研发应用成果频出。1月11日,由上海市科委立项,上海汽车集团股份有限公司、上海华东汽车信息技术有限公司等5家单位承担的自主创新重大科研项目———“汽车电子嵌入式基础软件平台关键技术研发及应用”验收会在上海举行。有关专家对这一技术成果给予高度评价。该项目子成果“上汽华东VENES系列汽车电子基础软件”,已在自主品牌汽车上批量应用。
2010年年底,作为国家“核高基”重大专项3-1课题“汽车电子实时嵌入式操作系统及开发环境” 研发任务的主承担单位———普华基础软件股份有限公司联合研发团队宣布,“核高基”专项国产汽车电子基础软件平台V3.0正式发布。此前,2010年5月18日,普华基础软件公司发布的国产汽车电子基础软件平台V1.0是“核高基”国家专项中发布的首个基础软件成果。当年8月下旬,该公司发布的国产汽车电子基础软件平台V2.0已经进入实车验证阶段。此次发布的V3.0在此基础上得到进一步完善。
普华基础软件股份有限公司联合研发团队是由中国电子科技集团32所、浙江大学、华东师范大学、湖南大学等组成的国内汽车电子研发团队。与一汽、上汽、奇瑞、中联为代表的国内各大整车厂商、零部件厂商等组成的应用实施团队合作,共同承担国家“核高基”重大专项3-1课题汽车电子“实时嵌入式操作系统及开发环境”研发任务,为国产汽车电子应用开发提供基础软件,提供一站式应用开发和平台使用服务。该课题得到科技部、工信部、财政部、中国电子科技集团公司、上海市经委、上海市科委和上海徐汇区政府的大力支持。
■ 抢占核心技术制高点
汽车电子控制系统是汽车底盘控制、动力控制的核心。提供舒适管理、安全行驶、节能环保和信息娱乐等功能,都离不开汽车电子控制系统。在汽车电子系统中,嵌入式操作系统及开发环境是支撑汽车电子软件开发和运行的基础平台。据有关专家介绍,随着汽车市场的发展,用户对车辆功能的要求越来越高,电子系统及软件占整车成本的比重越来越大,目前已达到25%~40%。现在,90%以上的汽车技术创新都与电子有关,其中80%是软件带来的。抢占核心技术制高点已成为汽车行业共识。
软件开发商美国风河公司中国区总经理韩青认为,从某种意义上讲,软件已成为汽车电子产品能否决胜市场的关键。一方面是产品开发进程迅速、产品功能灵活多样的电子产业;另一方面是开发周期长、功能变化不多的汽车产业,如何在二者之间架起畅通的桥梁至关重要。中国半导体行业协会秘书长徐小田认为,中国汽车电子业要追求自主创新,一定要有自己的产业链和平台。鉴于国内汽车电子核心技术发展缓慢,汽车业应该利用自身强大的技术与资本实力,建立自己的汽车电子研发平台。将研发和生产结合,自主开发汽车电子基础软件及技术标准,有利于汽车产业掌握发展的主动权。
■ 研发、应用各自为战局面被打破
以往,我国汽车业存在一种现象,就是技术研发出来,常常被束之高阁,难以得到推广应用。上述汽车电子项目是否会重蹈研发与应用脱节覆辙,是业界关心的问题。普华基础软件股份有限公司副总经理江水认为,过去我国开发的汽车电子产品在技术上不乏亮点,但各开发单位实力不强,又各自为战形不成合力,特别是与整车生产企业缺乏互动。“国产汽车电子基础软件平台V3.0”中的“实时嵌入式操作系统”成功的意义,在于将研发与应用整合在一起。
江水表示,形成机制和标准后,与国外产品相比,汽车电子基础软件可望在功能和稳定性上有一定优势。不仅软件,目前的产学研联合体也有望同步升级。据透露,该项目产学研联合体已就组建国家级工程中心初步达成一致,此举将使目前靠“核高基”项目维系的合作关系固化下来。
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