广告

汽车软件:发展到了哪里?

2020-09-28 17:03:51 Egil Juliussen 阅读:
90年代汽车主要采用嵌入式软件,代码很少能达到100万行。随着汽车电子和软件内容快速发展,一辆先进汽车中的软件代码已超过1亿行。复杂软件需要由操作系统进行管理,Linux等开源软件也在汽车软件中变得越来越重要。本文章介绍了“建立-制造-营销-使用”概念,比较了汽车硬件 和软件在四个阶段的主要特点及如何影响汽车的成功。

汽车电子已逐渐成为一种软件定义的系统。Rmyednc

回想过去的五十年,在大批量生产的所有产品中,汽车一直是最复杂的,因为它包含了机械、机电和电子系统。近年来汽车电子系统越来越先进,开始替代机械和机电系统,并且还在持续发展中。Rmyednc

Rmyednc

图1:汽车电子系统越来越先进,开始替代机械和机电系统。Rmyednc

这意味着汽车电子系统迟早会成为最复杂的批量生产电子设备,或许它已经获得了这一殊荣。虽然飞机的零部件复杂性可能更高,超级计算机可能拥有更复杂的电子器件,但它们的年产量却远没有几千万。Rmyednc

几乎在所有汽车中,电子设备包含的软件内容都在迅速增加,只是多少而已。很多文章称一辆先进的汽车中有超过1亿行软件代码。我没见过这1亿行代码具体包含什么,但如果有人拥有这样的数据,是非常有用的。毫无疑问,随着高级驾驶辅助系统(ADAS)、连接性、网络安全性、自动驾驶和其他功能的不断增加,汽车电子和软件内容将快速发展。Rmyednc

关于汽车软件的战略、划分、关键技术和其他重要问题,目前还少有提及。硬件和软件之间有很大差异,这会影响到整个汽车的成功。Rmyednc

在过去的二十年中,汽车软件走过了漫长的发展之路。90年代汽车主要采用嵌入式软件,用于控制驾驶电子设备和简单的娱乐系统。虽然软件复杂性不断提高,但是嵌入式系统的代码很少能达到100万行。汽车OEM及其一级供应商都自行开发嵌入式系统。Rmyednc

这种情况在90年代后期发生了变化。由于信息娱乐和嵌入式导航系统的功能不断增强,复杂的软件需要由操作系统(OS)进行管理。操作系统将高科技带入了汽车软件,包括QNX、Green Hills、Wind River、Microsoft等。近十年来,Linux等开源软件也在汽车软件中变得越来越重要。Rmyednc

“建立-制造-营销-使用”概念

图2显示了汽车硬件与软件之间有什么不同,其中的四个阶段适用于任何类型的产品或行业。“建立”是产品的研发与设计阶段;“制造”是产品的生产阶段,包含所有零部件成本、制造成本和供应链;第三阶段为产品“营销”,包括广告、销售和分销渠道,实质上是指将产品提供给客户的所有活动与成本;第四阶段是客户的“使用”,对汽车行业来说这个阶段相当长。Rmyednc

“建立-制造-营销”的概念是我在德州仪器(TI)的时候知道的,因为在70年代和80年代这一概念被大量使用。我在IHS Markit工作期间又将“使用”阶段添加进去。在很多报告和演示中,我利用对这四个阶段的深刻理解来分析不同的汽车细分市场,包括软件、电池电动汽车(BEV)、3D打印等。Rmyednc

图2强调了每个阶段对硬件和软件的重要性,解释了硬件和软件在每个阶段如何影响整个汽车的成功。Rmyednc

Rmyednc

图2:汽车硬件与软件之间有显著区别。(图片来源:Egil Juliussen)Rmyednc

硬件阶段

图2的最上面显示了汽车硬件在四个不同阶段的关键特性。硬件“建立”阶段确定了电子设备的功能,其作用日益突出。芯片行业提供了最重要的硬件器件,并且未来还会大量增加。硬件生态系统变得越来越重要,因为它包含了所有的开发系统及硬件设计工具。与汽车电子设备中处理器平台相关的生态系统也愈加重要。汽车硬件“建立”阶段的成本以数百万或数千万美元计,但由于其产量高达数十万,因此每辆车的成本比较低。Rmyednc

“制造”阶段最为昂贵,这要归因于所有硬件电子零部件的成本或BOM成本,而且管理硬件供应链、制造设备和人员等也需要成本。总体而言,电子零部件硬件仅占汽车总成本的一小部分,即使每个电子零部件的成本降低了,“制造”成本仍在不断增加。汽车所有电子硬件系统的成本一般在3,000美元到8,000美元之间,豪华车型更高。Rmyednc

硬件“营销”阶段因零部件和系统类型而异。大多数情况下,硬件“营销”阶段通过一级供应商成为汽车电子系统的一部分。Rmyednc

硬件功能对汽车销售的影响也越来越大,需要由硬件功能实现的所有功能都会对销售产生间接影响。未来将广泛使用的新功能包括ADAS、网络安全硬件、可升级硬件和自动驾驶功能。Rmyednc

汽车“使用”阶段通常会持续10到15年,有时甚至更长。如此长的使用寿命要求出色的硬件可靠性,以降低OEM和供应商的保修和召回成本。在“使用”阶段,配件市场供应商拥有最大的机会,尤其是在汽车过了保修期之后。大量的汽车事故也为他们带来了商机,因为汽车需要更换新的电子硬件系统。Rmyednc

软件阶段

图2的底部显示了汽车软件在四个不同阶段的关键特性。软件是纯数字的,其特性与硬件完全不同。当然,软件完全取决于相关的硬件。Rmyednc

“建立”阶段是软件最困难的部分,在软件业务中通常成本最高。大型软件项目的开发周期较长,其中包括艰难的测试过程,需要在成本允许的情况下尽可能修正错误。所有的大型软件平台都会有错误,而且在软件的整个生命周期还会不断发现新的错误。随着对网络安全的日益关注,在已经完成的代码中出现了一类新的软件错误——网络安全漏洞,黑客可能利用网络安全漏洞对网络进行攻击。大多数汽车程序员不是网络安全技术专家,他们不知道如何避免易受黑客攻击的代码。Rmyednc

软件“建立”阶段还需要非常强大的生态系统以开发新程序并进行软件测试。汽车行业的生态系统发展良好,现在可以利用开源软件来开发系统。Rmyednc

软件“制造”通常是成本最低的阶段,因为运行在硬件系统上的软件大多是免费的。虽然有一些软件需要特许使用费,但一般只占硬件零部件成本的很小一部分。软件“制造”实际上就是将程序加载到汽车的电子系统中,至于何时及如何将软件加载到电子系统中,也可以灵活选择。Rmyednc

软件的“营销”阶段因细分市场和系统类型而异。大多数情况下,软件“营销”阶段也需要通过一级供应商才能成为汽车电子系统的一部分。Rmyednc

软件功能对汽车销售的影响也越来越大,这种间接影响取决于软件所实现的人机界面(HMI)或功能实用性究竟有多好。软件实用性会影响越来越多的功能,如联网汽车功能、OTA升级、功能升级、ADAS和未来的自动驾驶功能。如果软件不实用,潜在用户对汽车的评价就不会好,这可能影响未来的销售。负面评价一直是高级信息娱乐系统的问题,苹果和谷歌在最近发布的信息娱乐-智能手机集成系统中解决了这一问题,从而取得了成功。Rmyednc

汽车的“使用”阶段通常持续10到15年,在很多国家有时会更长。在如此长的使用寿命内需要修复大量的软件错误。为降低OEM和软件供应商的保修和召回成本,需要利用低成本的空中下载技术(OTA)来修复错误及更新软件版本。Rmyednc

在“使用”阶段,软件即服务(SaaS)和云软件业务具有巨大的增长潜力;基于SaaS的安全系统架构前景良好;人们认为“使用”阶段的主要机会在于修复错误的OTA和功能软件更新;通过SaaS提供的信息娱乐内容在不断增长;汽车事故也创造了很多商机,因为新的硬件系统需要新的软件。Rmyednc

结语

在软件的四个阶段中,“建立”是最昂贵的阶段,采用软件平台可以降低开发成本、减少大型程序中的错误数。在高科技行业助力之下,汽车行业已开始使用软件平台,但未来还需要更多的软件平台。Rmyednc

(原文刊登于EETimes美国版,参考链接:Automotive Software: Where Are We?,由Jenny Liao编译。)Rmyednc

本文为《电子技术设计》2020年10月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里Rmyednc

本文为电子技术设计原创文章,未经授权禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 商务部暂停天然砂对台湾地区出口,台积电难受了 据EDN电子技术设计了解,商务部网站8月3日早晨8点发布最新消息,表示将从即日起暂停天然砂对台湾地区出口。不少网友认为暂停天然砂对台湾地区的出口,此举将严重影响台湾的建筑业,实则影响不仅仅如此。台湾地区天然砂进口量的90%以上来自大陆,而台湾芯片占台湾2021年出口额的34.8%。网友称商务部暂停天然砂对台湾地区出口是捏到了台湾半导体制造业的七寸。
  • 深圳允许完全自动驾驶车辆上路,主驾无需坐人 据EDN电子技术设计引援央视财经报道,从8月1日开始,《深圳经济特区智能网联汽车管理条例》正式实施,智能网联汽车列入国家汽车产品目录或者深圳市智能网联汽车产品目录,这也让深圳成为了国内首个允许L3级别自动驾驶车辆合法上路的城市。
  • 理想ONE高速起火烧成光架,其1.2T三缸增程器曾被指隐藏 近期,网络平台上发布了一段理想ONE在行驶过程中,车辆出现起火的视频内容。现场拍摄的灭火后图片显示,该轿车过火后仅剩骨架,车辆前部增程器位置受损严重,车辆尾门已经在过火后从车身主体脱落。此前,曾有国内汽车媒体对一台行驶了10万公里的理想ONE的东安1.2T三缸增程发动机进行拆解,被指隐藏暗病。
  • GaN是否可靠? GaN产业已经建立一套方法来保证GaN产品的可靠性,因此问题并不在于“GaN是否可靠?”,而是“如何验证GaN的可靠性?”
  • 华为天才少年稚晖君用108天打了个字,重新定义客制化键 自称“鸽王”的稚晖君终于更新啦。这次他带来的新项目则是:一把完全客制化、带屏幕模块的机械键盘!有网友表示,稚晖君的这个新项目,为键圈乃至整个键盘行业提供了新的设计思路,甚至有望改变目前客制化以换壳为本的囧境。
  • 因眼睛小车主被辅助驾驶误判“开车睡觉”,小鹏、蔚来回 昨日,汽车博主@常岩CY 发博称自己突然上了热搜,原来就是因自己眼睛小被小鹏汽车自动驾驶误判“开车睡觉”,不住的发出提醒。此外,@常岩CY 称在多款车型上都收到此困扰。无论是红外还是摄像头,只要开始检测眼睛,就会判定过度疲劳。小鹏P7会提示他睡觉,蔚来ET7一开车就认为其疲劳和走神,岚图FREE会在冬天为了让其“别困”而打开冷风……
  • 碳化硅电力电子应用不止于汽车 第三代宽禁带半导体——碳化硅(SiC)——正在发挥其众所周知的潜力,在过去五年内,汽车行业一直是该材料的公开试验场。然而,电气化议程不会以汽车开始和结束。更广泛的运输应用将很快出现,包括卡车和公共汽车、船舶和航运、火车的进一步电气化,甚至飞机。在供电方面,并网太阳能发电系统和通过高压直流链路传输能源,对于低碳能源的生产和分配也至关重要。
  • 成本100元,缓解M2 MacBook Air过热问题 国外有喜欢DIY的网友发现了一种简单且廉价的解决方案来缓解 M2 MacBook Air 过热问题的方法。但值得提醒的是,这种DIY方法会导致M2 MacBook Air的保修失效,因此,想要效仿的读者们要三思而后行哦。
  • 中信拆了辆特斯拉Model 3,发现多个领域技术引领行业 EDN电子技术设计在6月底报道了海通国际手动拆解十万元的比亚迪“元”的详细拆解图,如今不到一个月的时间,中信证券微信公众号发表了一篇《从拆解Model 3看智能电动汽车发展趋势》的文章,文中称对特斯拉Model 3的E/E架构、三电、热管理、车身等进行了详细深入地分析,并坚定看好中国智能电动化发展趋势,引起了广泛关注。
  • 带电路板、可玩AR、嵌金刚石,这些录取通知书科技感十足 伴随着高考大考的落幕,各大高校目前纷纷寄出独具特色的录取通知书,不仅有颜值高,创意新颖的竹子卷轴、锦凤递书,还科技感满满的“电路板”录取通知书、摩斯密码......寄托着对于即将踏进大学校园的学子们的深深祝福和期许。
  • Nordic为什么收购嵌入式内存供货商? 着眼于内存日益成为超低功耗IoT芯片设计的重要组成,挪威半导体大厂Nordic将购并美国嵌入式内存IP供货商Mobile Semiconductor...
  • 为什么步进电机的微步没有想象的那么好? 在使用步进电机设计运动控制系统时,不能假设电机的额定保持转矩在微步时仍然适用,因为增量转矩会大大降低。这可能会导致意外的定位误差。在某些情况下,增加微步分辨率并不能提高系统精度。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了