软件定义汽车（SDV）势头强劲

汽车生态系统正在向软件定义汽车转型，这推动了包含更多软件的新架构的出现。《Semiconductor Engineering》与Arm汽车业务线产品和解决方案副总裁Suraj Gajendra、Cadence汽车研发研究员Chuck Alpert、英飞凌区域控制器和配电应用经理Steve Spadoni、英特尔汽车首席技术官兼首席AI工程师Rebeca Delgado、瑞萨电子高性能计算汽车产品线高级总监Cyril Clocher、西门子EDA混合和虚拟系统副总裁David Fritz和新思科技系统设计部高级总监Marc Serughetti就这些变化的影响进行了讨论。

SE：汽车生态系统正在经历一场前所未有的技术变革，包括向软件定义汽车的转变。为了为本次讨论奠定基础，能否先分享一下您对SDV的定义？

Gajendra：软件定义汽车是一种概念、一种趋势、一种想法，整个生态系统都可以为汽车带来新功能和新用户体验，即使汽车从展厅或经销商处推出后也是如此。这是一个相当丰富的概念。这需要整合许多基础设施，例如云端软件开发、将软件开发无缝部署到汽车上、无线更新的整体部署以及连接性。简而言之，软件定义汽车的概念期望有一个我们可以在汽车的整个生命周期内为汽车带来新体验、新功能和新特性的世界。

Alpert：在思考SDV的含义时，电池是一个例子——尤其是电动汽车中的电池。我指的不是电池技术的进步，而是过去当你想在车库里给汽车充电，你会担心引起火灾，你会想，“不，别这么做，因为整个房子都可能会被烧毁。”过去的想法是，我们可能会在电池上安装一个温度传感器，但现在我们实际上可以使用软件对它进行监控。甚至可能还可以通过AI来预测电池是否会达到可能引起未来火灾的状态。你还可以使用某种设备连接到电网，并了解何时是充电的最佳时间，因为在低使用时段时使用会更便宜。

这只是汽车的一部分，但你可以想象，为了与整个外界相连，你想在汽车上安装一大堆软件。您需要一个软件定义的车辆平台，以便您的汽车或汽车的所有其他部件能够与外界通信并提供最佳的用户体验。

Spadoni：英飞凌对软件定义汽车的定义是对架构的重新定义——具体来说，就是电气和电子架构、功能分配以及汽车的整个拓扑结构，从发电和存储到配电和高计算。这实际上意味着新的电气架构，并且会对每个OEM和Tier 1的业务模式产生影响。这是对过去30年方法论的重大改变。

Delgado：软件定义汽车不仅仅是无线更新。它是一种全新的方法和理念，它定义了如何构建汽车的每个组成部分，以便随着时间的推移继续提供价值，其中的价值与提供用户体验的软件紧密相关。最终，这种架构必须支持不同的实践，以便随着时间的推移提供新价值。有趣的是，许多其他行业已经采用了这些转向软件定义架构的实践。英特尔拥有丰富的经验，并且确实帮助这些行业实现了转型。汽车行业目前也正在经历这种转型。这是一个难得的机会，如果做得不好，也可能是一场危机。

Clocher ：打个比方，汽车就是新的智能手机。但对我们来说，它的意义不止于此。我听说过这个平台，是的，它是我们未来十年将看到的重大架构演进。对于瑞萨电子来说，这将是一段需要时间的旅程，以提升用户体验，为行业创造新的收入来源，因为它将从分散式计算转向具有区域架构的集中式经典计算。我们可以将所有这些流行语应用于软件定义汽车上。这些平台将需要大型计算机和复杂的硬件解决方案，这将在汽车的整个生命周期内引发进化和升级，但我们知道——至少在瑞萨电子，当然还有其他一些参与者和芯片供应商——这将需要大量的硬件资源来管理我们想要部署这个平台的想法。

Fritz：我对软件定义汽车的看法与目前提到的略有不同。多年来，硬件团队和软件团队各自为政，都独立地进行他们的设计，现在所有的这些都需要结合在一起。关于需要做什么，人们会用英语自然语言进行讨论，但众所周知，这种讨论从来都不太顺利。

在汽车行业，这变成了一场整合风暴，是一场噩梦。加上之前提到的新的计算要求，问题只会更加复杂。所以在我看来，作为有工程背景的人，我们倾向于深入研究如何做事。

我们一听到“软件定义汽车”，就会立即想到如何去做。我们并没有过多考虑为什么需要这样做，以及需要做什么。我们过早地跳入“如何做”的讨论，这里的许多讨论就是一个典型例子。当我研究软件定义汽车时，我会思考软件在硬件上有效运行的重要性。对于硬件，它在软件上正常运行的重要性又是什么？然后，您可以决定如何整合一种新方法，将这些东西整合在一起。过去，这被称为软硬件协同设计。人们已经尝试过很多次，正如前面提到的，其他行业也已经实现了这种转变。

汽车的独特之处在于，它需要的不只是一次转变，而是数百或数千次转变。生态系统需要彻底改变，我们现在正在看到这种情况发生，您需要将所有这些整合在一起。这确实是一种方法，您需要工具、流程、思维的整合，需要组织进行改变，以便他们能够以现实的方式实现这一转变。SDV是一个巨大的转变。这是汽车行业转型为能够长久生存并满足客户期望的一种方式，而汽车行业长期以来确实尚未实现客户期望。

Serughetti：归根结底，如果我们从上往下看，SDV是一种为客户带来和提升汽车体验的手段。这是OEM所关注的最终结果，只是他们是从如何提高OEM效率以及如何创造新商机的角度来看待它。我们看待它的方式，最重要的是，它对行业、流程、方法论、人员、生态系统和技术的影响。这确实是汽车市场的一次转型，将从根本上改变行业的发展方式，并将OEM带入一个新世界，在这个世界中，他们真正关注的是如何提高汽车交付效率，如何带来新功能，但与此同时，他们也关注如何发展业务。

SE：正如你们所描述的，SDV需要许多相互支持，整个生态系统必须理解“为什么”，然后才能制定实现SDV的计划。就实现SDV而言，生态系统目前处于什么位置呢？

Fritz：过去几年，OEM决定要掌控自己的命运。他们不能简单地就接受供应商提供的东西。他们需要一种方法——比如整个SDV概念以及提供该概念所需的任何工具——来推动供应商发展，这样他们就可以说，“这就是我需要的。如果你不能为我做这件事，我就去找能帮我做这件事的人。”这不是从IP到Tier 2、Tier 1，再到OEM的旧生态系统，这给了他们有限的选择。所以当我说“颠覆生态系统”时，这就是正在发生的事情。但每个OEM都有他们自己的生态系统，而且它们并不都在同一位置。即使是在不同的地区，它们也可能有很大的不同。

Delgado：这是一个很关键的问题，也是行业最终必须解决的问题。生态系统转型的规模包括技术发展中的角色。未来几年，汽车中用于定义最终用户车内体验的硅含量预计将增加四倍。归根结底，角色转变的复杂性如此之大，以至于David所阐述的专有、碎片化和断裂的方法论实际上无法使行业以必要的需要进行转型，以提供和满足体验。但最重要的是，它们无法解决实施这一价值交付机制所需的实际技术变革。

归根结底，英特尔坚信合作是关键，任何想要参与这个生态系统的人都必须提供可扩展性——也称为对我们的OEM和Tier 1必须支持的不同产品线的自上而下的支持，而不是对这些不断发展的更高性能和更高性能计算需求采取分散的方法。它必须面向未来，因为你最终会推出这款车。因此，某些硬件必须在一定的可承受范围内面向未来，并且必须围绕这一点制定策略。

然后，生态系统和协作必须能够实现这种聚合。这必须通过某些锚定技术来实现，这些技术将使我们能够提供这种性能。之所以说协作是关键，因为这些技术不能由OEM单独拥有、开发，更不用说在封闭的、专有的端到端架构定义中拥有、定义、开发和集成了。在实际实施上显然会有所不同，但总体而言，这些技术必须具有可重用性，特别是来自已经完成软件定义转换并以正确方式调整以满足汽车要求的其他垂直行业。

Spadoni：实施方法可能多种多样。在英飞凌，我们与OEM和Tier 1合作，我们看到了不同的方法。例如，通用汽车采用的模块化方法更多，模仿了手机领域的情况。福特和Stellantis似乎都采取了更务实的方法，但它们都面临着相似的挑战，即价格承受能力已成为一个大问题。这将会通过现多代产品才能实现，你会看到人们为如何为这些额外硬件买单而努力。这导致在其他系统的实现中进行权衡，这些系统必须节省成本，以便用户能够负担得起。没有人会走进经销店说：“给我一辆软件定义的汽车。”每个人都在寻找价值，现在你可以看到销量下降。购买高端汽车的人已经饱和。OEM希望增加销量，这意味着他们必须生产成本价值较低的车辆，这将影响电气和电子架构以及软件定义的车辆。

Clocher：我认为，我们所看到的是对生态系统的影响。我们正在转向以OEM为中心的生态系统。一刀切的政策并不适用所有情况，这意味着OEM会有不同的品味，他们希望在软件定义汽车中实现不同的集成级别定义——尤其是考虑到我们都必须完成的更复杂的任务，而不是我们必须解决的挑战，因为我们谈论的不是软件定义汽车的共同范畴。但这确实意味着OEM A和OEM B的实施和含义不同。我完全同意David和Steve的观点，我们远未对市场本身达成共识。这很好，因为这将带来差异化，最终这就是客户选择经销商A而不是经销商B的原因。这就是行业希望看到的——继续保持差异化，继续为最终产品（即汽车）增加价值。

Serughetti：这一切的重点当然是，你正在打破现有的模式。这是最大的挑战之一。我们以前有Tier 1，他们制造盒子并交付软件，这是一个完全的黑匣子。当进行集成时，它会出现各种各样的问题。而现在你要打破这个模式吗？OEM面临的挑战是如何做到这一点。他们想控制软件，但他们今天有能力做到这一点吗？我们看到今天一些传统OEM在建立软件组织时遇到的问题，CARIAD和所有试图这样做的此类组织都面临挑战。改变这些公司并不容易。

当然，新进入者没有这个问题，因为他们是从全新的设计入手，而不是处理遗留问题。因此，对于OEM来说，关键是如何控制软件。这对流程、敏捷开发、数字孪生以及大家都在谈论的所有这些技术意味着什么？另一方面，“这些软件都很好”，但这些软件运行在所有提供硬件的公司上，这对软件来说至关重要。你可以拥有最好的软件，但如果你的硬件无法支持性能、功耗和所有这些方面，你就不会成功。因此，生态系统正在不断发展，将硬件、软件和所有这些融合在一起。OEM希望成为中心点。这就是我们在谈论的使这一转变不断发展的流程方法论方面。

Gajendra：我们在这段旅程中处于什么位置？我们走了多远？我们要去哪里？回到David之前提到的供应链演变和供应链颠覆的问题，五年前，如果我们坐在这里讨论软件定义汽车，对话将会完全不同。它将停留在汽车行业过去35或40年所见的传统供应链上。这里主要有两个方面。供应链正在演变，我们作为一个社区（例如这个团队和社区中的许多其他人）正在努力实现的基础设施将是使我们的EDA合作伙伴满意的关键。

五年前，我们甚至还没有在云端使用虚拟平台来尝试左移、开发和验证这些技术和软件，所以我们已经走了很长一段路。我们整个行业已经取得了很大进步。是的，我们还有很长的路要走，才能真正拥有一辆真正的软件定义的汽车。我们可以去经销商处购买软件定义的汽车。但是，我们看到各种技术提供商都在努力确保我们最终将在硬件中拥有的技术以某种虚拟形式提供，无论是快速模型还是云端的任何形式，对于绝大多数汽车软件生态系统来说，这是一个巨大的变化。

我今年参加了Embedded World，人们实际展示的虚拟平台和演示的数量——我们这里的芯片合作伙伴，如英特尔、瑞萨、英飞凌、EDA公司——都指向一个强大的运动，‘让我们构建我们可以构建的基础设施，然后将该基础设施提供给OEM，让他们从那里获取它。’有很多工作正在进行中。我们将共同努力，使整个基础设施，无论是虚拟平台还是其他平台，都更加丰富和强大。

Alpert：当然，OEM必须掌控自己的命运。过去，他们会通过差异化来实现这一点，因为他们拥有更好的发动机性能或其他一些功能。但展望未来，差异化将取决于他们的软件。谁能开发出能够提供额外价值的软件并将树立品牌，就成为实现差异化的关键，并引领这一趋势。就如何实现这一目标而言，共享生态系统非常重要。

SOAFEE是一种潜在的方式，它与虚拟平台一起，可以提供一个共享的开发生态系统，但仍然允许每个人进行差异化和即插即用。这就是我们与Arm密切合作，试图为此目的专门设计一个参考设计的原因之一。但同样，我们并不是说，“这是你要使用的设计。这就是你的做法。”不是这样的。关键是，让我们从某个地方开始，然后人们可以开始更换零件并做不同的事情。只要OEM可以即插即用，那么他们仍然可以实现差异化。但他们不必亲自发明一切，因为那样成本太高。