德州仪器：2024年软件定义车辆加速推进汽车电子技术的未来发展（6页）.pdf

1、软件定义车辆加速推进汽车电子技术的未来发展Donovan PorterDonovan PorterSystems ManagerBody Electronics and Lighting参考文献本文将讨论具有区域架构的软件定义车辆如何推动开发更智能、更安全、更节能的车辆。通过集中管理软件并将硬件与软件分离，这种车辆可以更轻松地进行更新、降低成本并提供新功能。内容概览1基于域的车辆和软件定义车辆 了解基于域的车辆架构与软件定义车辆架构之间的差异。2软件定义车辆支持的新技术 了解软件定义车辆如何增强数字孪生等技术以优化车辆性能。3软件定义车辆和区域架构方法的差异 了解根据具体设计要求在车辆中集中管

2、理软件的不同方法。引言汽车原始设备制造商(OEM)持续致力于改善乘员体验、简化无线更新、降低设计和制造成本、收集更多车辆数据并创造新的收入来源。然而，当今基于域的车辆架构无法轻松有效地满足这些需求，这也促使制造商转向软件定义车辆和区域架构。通过集中管理软件并将硬件与软件分离，软件定义车辆成为实现更智能、更安全和更节能车辆过程中的下一阶段目标。基于域的车辆和软件定义车辆如今，基于域的架构在提供可扩展软件方面效率低下，而汽车制造商可以通过无线更新轻松维护这些软件。域架构将车辆功能的控制细分为车载信息娱乐系统和高级驾驶辅助系统(ADAS)等域，如图 1 1 所示。图 1.1.车辆基于域的架构图。如果

3、车辆功能可能需要跨多个域进行通信和控制，对车辆功能的控制进行细分将使软件开发变得复杂化。更新这些系统的软件具有挑战性，因为这些系统是由不同的一级供应商设计和制造的，这些供应商都使用不同半导体供应商提供的各种处理器和微控制器。用于控制车辆功能的软件也与硬件紧密耦合。OEM 将安装电子控制单元(ECU)来执行特定功能（座椅调节、泊车辅助），并在每个 ECU 微控制器上运行应用特定固件。这些 ECU 也会因车型和饰件而异，从而导致制造和设计成本更高。因此，对所有车型、饰件和各个 ECU 进行软件管理是一项艰巨的工作，这需要 OEM 与多个一级供应商合作，甚至可能与半导体供应商合作来实施新的软件更新。

4、相比之下，采用区域架构的软件定义车辆通过集中软件简化了无线更新，通过将车辆硬件与高层应用软件分离来实现通过软件添加新功能的灵活性，并在不同车型和饰件之间提供了更具成本效益的可扩展性。图 2 2 展示了一个区域架构示例，该架构将软件集中在中央计算系统中，并实施区域控制模块以汇总数据、驱动负载和执行本地配电。如需区域架构的更多信息，请参阅“区域架构如何为完全由软件定义的车辆铺平道路”。软件定义车辆加速推进汽车电子技术的未来发展2October 2024图 2.2.车辆区域架构图。软件定义车辆中的集中式软件的主要优势是减少了托管应用软件的 ECU，并通过减少需要更改固件的处理器和微控制器的数量简化了

5、无线更新。添加新功能和应用程序只需要更新中央计算机或区域控制模块软件，因为下游传感器和控制机械驱动（前照灯、车门模块、音频放大器）的其余 ECU 已从应用软件中抽象出来。因此，执行机械驱动的 ECU 和车辆网络边缘的传感器需要的固件更简单，未来可能将实时控制完全转移到中央计算机。此外，可以将最初为特定应用设计的传感器和执行器重新用于其他用途，从而创建新功能。例如，对于最初设计用于乘员监控的车内雷达传感器，可以添加新的应用来提供入侵或盗窃检测和安全带提醒功能。从本质上讲，OEM 可以更灵活地利用车辆中已有的硬件和传感器实现新的功能。最后，软件可以跨所有汽车平台进行扩展（如图 3 3 所示），从而

6、进一步降低开发成本。经济型车辆可以采用与豪华品牌相同的软件来实现遥控免钥匙进入、车窗升降器和后视摄像头等功能。豪华型车辆可通过软件在基本功能之上提供高级功能。尽管仍可能需要更换硬件，但整体方法是模块化的，并可跨车辆实现扩展。添加或移除处理器和微控制器可以提升或降低中央计算机或区域控制模块中的计算能力。图 3.3.低端和高端车型的计算能力比较。软件定义车辆支持的新技术软件定义车辆为 OEM 提供了新技术和收入来源。随着车辆不断集成更多的电子器件和传感器，车辆性能、故障场景和驾驶员偏好数据比以往任何时候都更容易获得。软件定义车辆可以简化车辆数据收集过程并安全共享车辆数据，有助于进一步改善数字孪生和