工程師說(shuō) | 瑞薩電子汽車軟件戰(zhàn)略概述

在本篇文章中，您將了解瑞薩的下一代軟件和虛擬開發(fā)環(huán)境，以幫助客戶實(shí)現(xiàn)軟件優(yōu)先的左移。

從以硬件為中心到以軟件為中心

當(dāng)今汽車的價(jià)值正在從傳統(tǒng)的汽車硬件，如行駛、轉(zhuǎn)向和停止，轉(zhuǎn)向C.A.S.E.（連接、自動(dòng)、共享/服務(wù)和電氣化）的四個(gè)大趨勢(shì)。這意味著硬件以外的技術(shù)和服務(wù)的整合，如軟件和云連接，正在取得進(jìn)展，汽車的價(jià)值正在轉(zhuǎn)移到提供前所未有的用戶體驗(yàn)（UX）。換句話說(shuō)，汽車行業(yè)的趨勢(shì)，毫無(wú)疑問(wèn)，在走向以軟件為中心的時(shí)代，即汽車的價(jià)值由軟件來(lái)定義。

汽車的這些變化也提高了汽車的價(jià)值。主要的汽車模型變化每隔幾年就會(huì)發(fā)生一次。在以前，一輛汽車一經(jīng)推出，在其生命周期內(nèi)就不會(huì)再增加新的功能。因此，如果車主想獲得汽車的新功能或更多價(jià)值，必須換成具有所需功能的新車。然而，在以軟件為中心的未來(lái)，車主將能夠持續(xù)使用最新的功能和用戶體驗(yàn)，就像智能手機(jī)一樣，而不需要更換新車。

軟件優(yōu)先和左移

如果想開發(fā)出適應(yīng)汽車行業(yè)這些變化大趨勢(shì)的車輛，并及時(shí)提供給市場(chǎng)，以及持續(xù)更新車輛價(jià)值，僅用傳統(tǒng)的以硬件為中心的開發(fā)方法是很困難的。為了實(shí)現(xiàn)持續(xù)的價(jià)值輸出，有必要改變?yōu)橐攒浖橹行牡拈_發(fā)。這方面的關(guān)鍵詞是“軟件優(yōu)先”和“左移”。

軟件優(yōu)先并不意味著簡(jiǎn)單地先建立軟件。軟件優(yōu)先的方法是在考慮具體的硬件配置和機(jī)制之前，首先思考你真正想創(chuàng)造什么，想為用戶提供什么新的體驗(yàn)和價(jià)值，然后在此基礎(chǔ)上定義應(yīng)用和服務(wù)的產(chǎn)品規(guī)格。這種軟件優(yōu)先的方法使得創(chuàng)造新解決方案時(shí)，不受組成硬件（機(jī)械部件和E/E系統(tǒng)）的約束。

另一方面，“左移”意味著開發(fā)者在開發(fā)周期的早期就需要確定產(chǎn)品特征、差異化因素和質(zhì)量。例如，過(guò)去開發(fā)人員需要使用實(shí)際的硬件來(lái)驗(yàn)證系統(tǒng)性能，而現(xiàn)在，他們可以通過(guò)虛擬環(huán)境（如模擬器）在使用硬件之前就對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。

虛擬環(huán)境可以大大改善硬件的局限性，如原型和測(cè)量環(huán)境，從而確保評(píng)價(jià)的全面性，這在實(shí)際硬件環(huán)境中是不可能的。這種改進(jìn)的全面性使每個(gè)過(guò)程的輸出更加準(zhǔn)確，并減少了由于返工造成的損失。通過(guò)追求這種左移，產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間可以大大縮短。

圖1：軟件優(yōu)先和左移

瑞薩的目標(biāo)是集成虛擬開發(fā)環(huán)境和DevOps解決方案

為了應(yīng)對(duì)汽車系統(tǒng)開發(fā)方式向軟件為中心的轉(zhuǎn)變，我們從2022年開始提供一個(gè)新的集成虛擬開發(fā)環(huán)境，以幫助我們的Tier-1客戶、汽車制造商和汽車ECU開發(fā)商實(shí)現(xiàn)軟件優(yōu)先/左移。瑞薩不僅提供SoC和MCU，還提供傳感器、電源控制、電機(jī)控制和其他各種構(gòu)建汽車E/E系統(tǒng)所需的半導(dǎo)體產(chǎn)品。

為了確保向客戶提供如此全面的瑞薩器件產(chǎn)品系列的優(yōu)勢(shì)，除了傳統(tǒng)的單一器件的開發(fā)工具外，還必須有支持整個(gè)汽車ECU和E/E系統(tǒng)開發(fā)的軟件和開發(fā)環(huán)境。這種集成的虛擬開發(fā)環(huán)境提供了使用我們的可擴(kuò)展設(shè)備產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)所需的軟件和開發(fā)環(huán)境，而無(wú)需考慮設(shè)備類型或應(yīng)用類型（AD/ADAS，車載網(wǎng)關(guān)等）。這使客戶能夠在無(wú)法使用硬件（設(shè)備、PCBs、ECU）的早期階段，為他們想要實(shí)現(xiàn)的功能開發(fā)優(yōu)化的系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用。

我們還致力于創(chuàng)建一個(gè)開發(fā)和運(yùn)營(yíng)（DevOps）環(huán)境，這是一個(gè)軟件優(yōu)先、左移的理想解決方案。這種DevOps解決方案由云端虛擬環(huán)境和邊緣的真實(shí)環(huán)境組成，如客戶的開發(fā)現(xiàn)場(chǎng)或最終用戶的汽車。DevOps解決方案的基本思想是在云端的虛擬開發(fā)環(huán)境中重現(xiàn)邊緣真實(shí)環(huán)境中的設(shè)備、軟件和開發(fā)環(huán)境的使用情況，確定改進(jìn)和客戶對(duì)新功能的需求，盡快開發(fā)下一個(gè)解決方案或產(chǎn)品。

在云端建立一個(gè)虛擬開發(fā)環(huán)境是實(shí)現(xiàn)這種DevOps解決方案的重要的第一步。

圖2：云端虛擬環(huán)境和DevOps解決方案

用于系統(tǒng)開發(fā)的多設(shè)備軟件和虛擬開發(fā)環(huán)境

為了實(shí)現(xiàn)這些集成的虛擬開發(fā)環(huán)境和DevOps解決方案，瑞薩從2022年開始已經(jīng)推出多個(gè)解決方案。其中之一是2022年9月宣布的無(wú)硬件的ECU級(jí)軟件開發(fā)集成開發(fā)環(huán)境。

實(shí)現(xiàn)這種系統(tǒng)級(jí)綜合虛擬開發(fā)環(huán)境的關(guān)鍵詞是“多設(shè)備”。在傳統(tǒng)的E/E架構(gòu)中，ECU是為每個(gè)應(yīng)用準(zhǔn)備的，如電機(jī)控制和發(fā)動(dòng)機(jī)控制，并分布在整個(gè)車輛上。然而，在未來(lái)，集中式和區(qū)域式架構(gòu)預(yù)計(jì)將成為E/E架構(gòu)的主流。在這些未來(lái)的架構(gòu)中，控制域和區(qū)的ECU將需要進(jìn)行非常復(fù)雜和精密的處理。這就是為什么一個(gè)ECU中集成多個(gè)SoC和MCU。

圖3：E/E架構(gòu)的演變

為了支持多設(shè)備配置ECU的開發(fā)，瑞薩將從2022年開始提供多設(shè)備的協(xié)同模擬環(huán)境和多設(shè)備的分布式處理軟件。這使開發(fā)者能夠模擬多個(gè)設(shè)備的合作行為，從而將應(yīng)用功能劃分到多個(gè)設(shè)備中，并將必要的功能最佳地分配給設(shè)備中的CPU和硬件IP，使硬件性能最大化。

圖4：多設(shè)備的協(xié)同模擬環(huán)境

圖5：多個(gè)設(shè)備的分布式處理軟件

云端AI開發(fā)環(huán)境

作為實(shí)現(xiàn)DevOps解決方案的第一步，我們已經(jīng)開始在云端提供開發(fā)環(huán)境。2022年3月與Fixstars共同開發(fā)R-Car的[GENESIS for R-Car]云評(píng)估環(huán)境。使用GENESIS for R-Car，用戶可以輕松地使用各種CNN網(wǎng)絡(luò)算法檢查R-Car V3H的人工智能處理性能，而無(wú)需準(zhǔn)備專用硬件，如評(píng)估板或開發(fā)環(huán)境。此外，用戶還可以通過(guò)云端遠(yuǎn)程操作和評(píng)估服務(wù)器上連接的實(shí)際設(shè)備。

對(duì)于人工智能的開發(fā)，一套用于優(yōu)化AD/ADAS到R-Car SoC的人工智能軟件的工具，也是與Fixstars合作，已從2022年12月開始提供。

這些工具將人工智能處理中使用的網(wǎng)絡(luò)模型優(yōu)化到R-Car硬件上。此外，通過(guò)為人工智能處理軟件提供高速模擬環(huán)境，我們?cè)谙到y(tǒng)層面上支持客戶的應(yīng)用開發(fā)。

最后

本文介紹的軟件和虛擬開發(fā)環(huán)境是實(shí)現(xiàn)我們綜合系統(tǒng)級(jí)虛擬開發(fā)環(huán)境目標(biāo)的第一步。今年，我們計(jì)劃發(fā)布一系列新產(chǎn)品，以擴(kuò)大我們的解決方案陣容。我們將持續(xù)在公眾號(hào)與官網(wǎng)發(fā)布新品介紹，歡迎繼續(xù)關(guān)注瑞薩的集成虛擬開發(fā)環(huán)境的發(fā)展。

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瑞薩電子 (TSE: 6723)

科技讓生活更輕松，致力于打造更安全、更智能、可持續(xù)發(fā)展的未來(lái)。作為全球微控制器供應(yīng)商，瑞薩電子融合了在嵌入式處理、模擬、電源及連接方面的專業(yè)知識(shí)，提供完整的半導(dǎo)體解決方案。成功產(chǎn)品組合加速汽車、工業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用上市，賦能數(shù)十億聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備改善人們的工作和生活方式。更多信息，敬請(qǐng)?jiān)L問(wèn)renesas.com