軟件定義汽車如何建立在互聯(lián)汽車概念之上

接下來(lái)是聯(lián)網(wǎng)汽車的擴(kuò)展視圖，它是軟件定義汽車的前身。我認(rèn)為聯(lián)網(wǎng)汽車和軟件定義汽車正變得密不可分。

下表概述了互聯(lián)汽車和軟件定義汽車技術(shù)如何相互作用并增強(qiáng)彼此的能力。在很大程度上，他們正在重新定義汽車行業(yè)的許多方面。關(guān)鍵是聯(lián)網(wǎng)汽車會(huì)帶來(lái)廣泛的無(wú)線軟件更新，讓軟件定義技術(shù)在其生命周期內(nèi)發(fā)展為更好的功能。

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軟件定義的汽車由許多通過 API 進(jìn)行通信的軟件平臺(tái)的層次結(jié)構(gòu)組成。這種面向服務(wù)的架構(gòu) (SOA) 是一種越來(lái)越受歡迎的軟件系統(tǒng)框架。

聯(lián)網(wǎng)汽車是軟件定義汽車的核心技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)終生的軟件錯(cuò)誤修復(fù)、軟件更改和功能更新。

SOA 需要各種系統(tǒng)架構(gòu)改進(jìn)，其中域電子控制單元 (ECU) 和以太網(wǎng)是最重要的變化。由于更復(fù)雜和更大的軟件平臺(tái)，切換到域 ECU 需要增加 OTA 功能。

在未來(lái)五年左右的時(shí)間里，基于以太網(wǎng)的架構(gòu)將成為主導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)框架。以太網(wǎng)將提供更快的 OTA 更新并提供更好的網(wǎng)絡(luò)安全性。

云原生

無(wú)論是在開發(fā)階段還是在部署階段，聯(lián)網(wǎng)汽車應(yīng)用程序都在向云端遷移。因此，云原生技術(shù)對(duì)聯(lián)網(wǎng)汽車軟件的影響越來(lái)越大。

軟件容器技術(shù)對(duì)于汽車軟件也變得非常重要。軟件容器包括應(yīng)用程序代碼、配置文件、庫(kù)和運(yùn)行應(yīng)用程序所需的依賴項(xiàng)。容器相當(dāng)于可以移植到其他系統(tǒng)的虛擬化應(yīng)用程序。

微服務(wù)構(gòu)建為小型獨(dú)立服務(wù)單元的集合，專注于將應(yīng)用程序劃分為具有良好定義接口的單功能模塊。微服務(wù)封裝在容器中。這使微服務(wù)能夠在定義的容器運(yùn)行時(shí)環(huán)境中執(zhí)行。

微服務(wù)部署由編排器管理和監(jiān)控。云原生活動(dòng)的工作流方面稱為 DevOps，旨在簡(jiǎn)化應(yīng)用程序開發(fā)、部署和升級(jí)。

亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù) (AWS)、微軟 Azure 和谷歌云依次是美國(guó)三大頂級(jí)云提供商。AWS 顯然是汽車云服務(wù)的領(lǐng)導(dǎo)者。汽車客戶包括奧迪、寶馬、大陸集團(tuán)、電裝、馬自達(dá)、Mobileye、豐田、優(yōu)步、沃爾沃集團(tuán)、大眾等等。

亞軍 Microsoft Azure 將寶馬、博世、通用和 Cruise、日產(chǎn)、雷諾、豐田、大眾和采埃孚列為汽車客戶。

中國(guó)有三個(gè)重要的云玩家：阿里云、騰訊云和百度人工智能云。阿里巴巴是中國(guó)云計(jì)算市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。

通訊

至少到 2025 年，聯(lián)網(wǎng)汽車的嵌入式調(diào)制解調(diào)器技術(shù)將由 4G 技術(shù)主導(dǎo)。新生的 5G 技術(shù)剛剛開始用于汽車。下文將討論涉及 5G 的聯(lián)網(wǎng)汽車部署。

智能手機(jī)的增長(zhǎng)和其他功能使其成為遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)的核心功能變得重要。智能手機(jī)對(duì) 5G 的采用正在穩(wěn)步增長(zhǎng)，并且至少比自動(dòng)嵌入式 5G 領(lǐng)先三年。OTA 軟件更新通常通過駕駛員的家庭 Wi-Fi 局域網(wǎng)完成。

C-V2X 或蜂窩車聯(lián)網(wǎng)的成功取決于 5G 的部署速度，并且會(huì)有很大的地區(qū)差異。中國(guó)是當(dāng)前 C-V2X 使用的領(lǐng)導(dǎo)者，它正在成為許多 AV 測(cè)試和試驗(yàn)的一部分。C-V2X 也將用于交通管理等 ITS 應(yīng)用。

網(wǎng)絡(luò)安全、軟件更新

所有聯(lián)網(wǎng)汽車都需要網(wǎng)絡(luò)安全，其中包括嵌入式硬件和軟件以及基于云的服務(wù)和分析。

汽車行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)安全比智能手機(jī)和 PC 復(fù)雜得多，主要原因有兩個(gè)：每輛車中的數(shù)十個(gè) ECU 通過多條不同速度和特性的電子總線以及多個(gè)車載和遠(yuǎn)程接入點(diǎn)（如 OBDII、USB 和 SD）連接端口、無(wú)鑰匙進(jìn)入、藍(lán)牙和 Wi-Fi、嵌入式調(diào)制解調(diào)器、傳感器、信息娛樂或智能手機(jī)應(yīng)用程序。

所有軟件定義的汽車都需要 OTA 軟件更新，其中包括嵌入式代碼和基于云的服務(wù)和軟件管理。最近一篇關(guān)于 OTA 軟件的帖子有更多關(guān)于技術(shù)趨勢(shì)和公司的信息。

2020 年，聯(lián)合國(guó)通過了 UNECE WP.29 OTA 和網(wǎng)絡(luò)安全法規(guī)。WP.29 適用于歐盟、英國(guó)、日本、韓國(guó)和其他國(guó)家——總共 54 個(gè)國(guó)家。它們約占全球汽車銷量的 35%。所有向這些市場(chǎng)銷售的汽車原始設(shè)備制造商都必須遵守 WP.29 OTA 和網(wǎng)絡(luò)安全法規(guī)，出示合規(guī)證明，以便在允許銷售之前獲得型式批準(zhǔn)。

WP.29 法規(guī)一般從 2022 年開始實(shí)施，到 2024 年歐洲和其他地區(qū)將要求實(shí)施。美國(guó)不在 WP.29 的 54 個(gè)國(guó)家之列。相反，它為每個(gè)汽車 OEM使用自我認(rèn)證程序。

由 SAE 和 ISO 開發(fā)的另一項(xiàng)汽車網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)于 2021 年 8 月發(fā)布。

人工智能技術(shù)

語(yǔ)音識(shí)別和用戶界面一直是最成功的汽車人工智能應(yīng)用。他們利用智能手機(jī)和消費(fèi)電子產(chǎn)品的人工智能技術(shù)部署在信息娛樂和人機(jī)界面中。Alexa、CarPlay、Android Auto 和類似產(chǎn)品在過去五年中已在大多數(shù)汽車型號(hào)中推出。

遠(yuǎn)程診斷是領(lǐng)先的遠(yuǎn)程信息處理應(yīng)用程序。人工智能技術(shù)的加入可以幫助預(yù)測(cè)未來(lái)的設(shè)備故障，同時(shí)作為遠(yuǎn)程預(yù)測(cè)。

OTA 軟件和網(wǎng)絡(luò)安全功能都將人工智能技術(shù)與基于云的服務(wù)和分析軟件一起添加到嵌入式軟件客戶端。

AV 用例是 AI 技術(shù)最有價(jià)值和最困難的應(yīng)用。軟件開發(fā)為基于人工智能的技術(shù)改進(jìn)做好了準(zhǔn)備。通過創(chuàng)新的人工智能技術(shù)，識(shí)別和修復(fù)軟件錯(cuò)誤可能會(huì)在未來(lái)十年發(fā)生。

擬議中的人工智能法規(guī)已在歐盟發(fā)布，預(yù)計(jì)將對(duì)歐洲產(chǎn)生重大影響，最終像《通用數(shù)據(jù)保護(hù)法規(guī)》一樣傳播到其他地區(qū)。

商業(yè)模式

由于昂貴的軟件開發(fā)和終身調(diào)試和維護(hù)，軟件一直是汽車原始設(shè)備制造商的成本中心。圍繞汽車軟件的云服務(wù)模式，OEM 利潤(rùn)中心正在興起。OTA、信息娛樂和一些 ECU 應(yīng)用程序是 SaaS 候選者。

付費(fèi)功能 OTA 更新是另一種新興的商業(yè)模式，它使聯(lián)網(wǎng)汽車功能和軟件定義功能成為可能。

成熟的數(shù)據(jù)服務(wù)具有相似的特征，專家Otonomo和 Wejo 是領(lǐng)先的提供商。

聯(lián)網(wǎng)汽車使用率

下表顯示了哪些車輛具有聯(lián)網(wǎng)汽車功能。每種型號(hào)都有一個(gè)嵌入式調(diào)制解調(diào)器或一個(gè)智能手機(jī)的嵌入式接口，很多人都會(huì)同時(shí)擁有。IHS Markit 編制的數(shù)據(jù)涵蓋美國(guó)和全球市場(chǎng)。

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預(yù)計(jì)到 2025 年，聯(lián)網(wǎng)汽車的銷量將達(dá)到 99.5%。預(yù)計(jì) 2021 年全球聯(lián)網(wǎng)汽車的使用率將超過 74%，到 2027 年將增長(zhǎng)到 88%。

5G 聯(lián)網(wǎng)汽車在全球的份額仍然微乎其微，但到 2024 年將迅速增長(zhǎng)到 13% 以上，到 2027 年將增長(zhǎng)到近 35%。

到 2022 年，配備 5G 的聯(lián)網(wǎng)汽車僅占汽車銷量的 1.5%，但預(yù)計(jì)到 2024 年將達(dá)到 14%。到 2027 年，美國(guó)的 5G 聯(lián)網(wǎng)汽車銷量預(yù)計(jì)將達(dá)到 52%。

底線

聯(lián)網(wǎng)汽車正在成為一種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，至少在美國(guó)是這樣，因?yàn)榻?97% 的已售汽車具有與云和其他無(wú)線目的地的通信鏈接?；ヂ?lián)汽車鏈接為軟件定義的汽車提供了關(guān)鍵的能力和特性，這些能力和特性將在未來(lái)十年改變汽車行業(yè)。

為此，軟件定義的汽車必須在其生命周期內(nèi)不斷發(fā)展，原因有很多。首先是必須修復(fù)不可避免的軟件錯(cuò)誤。OTA 軟件更新是最好和最便宜的方法。

改進(jìn)和提升軟件定義汽車的能力是第二個(gè)原因。功能性軟件更新的出現(xiàn)為汽車 OEM 及其供應(yīng)商創(chuàng)造了新的收入來(lái)源。第三個(gè)原因是需要無(wú)線通信鏈路的軟件服務(wù)和類似的商業(yè)模式。

換句話說(shuō)，聯(lián)網(wǎng)汽車和軟件定義汽車是為彼此而生的，有著光明的未來(lái)。

審核編輯 黃昊宇