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在軟件定義汽車的趨勢下，面向服務的整車電子電氣架構也產生了幾項共性目標，包括數據驅動的工程開發、虛擬化工程開發、開發、測試及集成的快速迭代、新業務模式、軟硬解耦和更快地上市速度等。

那么，軟件定義汽車能提供什么價值？9月22日，在蓋世汽車主辦的2023第三屆智能汽車域控制器與中央計算平臺創新峰會上，大陸集團車聯網與架構事業群中國區客戶首席工程師張伐表示，通過軟件的架構設計，可以實現軟件不同層次地迅速迭代，進而幫助主機廠實現功能增值，最終滿足用戶的不同場景需求。另外，通過建立車在邊緣計算，能夠利用云技術部署汽車行業的應用，達成車云計算協同，這一架構也將支持以大數據閉環為基礎的數據驅動工程。 

張伐｜大陸集團車聯網與架構事業群中國區客戶首席工程師

以下為演講內容整理：

軟件定義汽車的電子電器架構

談到中央計算單元，我們離不開整車電子電氣架構。一個好的整車電子電氣架構必然要考慮很多因素。軟件定義汽車作為未來的發展趨勢，有一些共性的東西，在此基礎上我們認為有些可以作為整車的電子電氣架構要實現的目標，必須要有虛擬化的工程開發，數據協同的開發環境，支持自動化CICT的測試迅速迭代，另外應該幫助主機廠產生新的業務模式。軟硬解耦也是必不可少的，這些種種結合在一起，目標就是為了幫助主機廠能夠實現更好的產品落地以及更快地上市速度。 

圖源：大陸集團

軟件定義汽車還有些特別重要的價值因素要考慮，尤其是在涉及到電子電氣架構中。首先一個很重要的因素是由于軟件程度的復雜性以及高耦合性，產品會超過600萬行代碼，我們可以通過軟件的架構設計，實現軟件不同層次的迅速迭代。通過迭代，能夠幫助廠家實現功能增值，給用戶提供不同的場景。現在很多廠家在傳統的底盤功能上，希望把簡單的底盤功能做到功能解耦，和中央計算單元進行更復雜的場景結合，提供更好的駕乘體驗。 

架構上需要支持主機廠能夠針對不同的車系、車輛品種提供統一的用戶截面以及上層應用層次的統一，在這方面歐洲的廠家做得比較規范，因為對于全球的OEM來說他們會有不同的國家車機和操作系統來供給終端用戶，必須考慮到不同地區的用戶習慣以及其他地區性的差異，所以他們通常會制定一個相同的軟件框架，但會提供不同的UI和UX來滿足不同地區的客戶要求。在車載邊緣計算上，盡可能使用此架構支持虛擬化，利用云端資源在軟件迭代過程中能夠充分利用一種不需要固定的硬件設備，在上面進行編譯計算，然后到實車上進行實地化測試之前，完成整套的系統迭代，大陸集團也有相應的配套軟件工具。

在以大數據為閉環的數據驅動方面，這次量產項目成功實現了大數據閉環。車內以CAN-FD做主干網，我們能把主干網數據經過壓縮然后進行上傳，幫助OEM廠家方便獲取在實時路況以及其他場景下的原始數據，能夠在測試過程中盡快發現問題并解決，從而實現在此種框架下迅速改進軟件迭代過程。這張圖非常清楚地描述了近十年來軟件框架的發展趨勢，從模塊化到數字集成到域集中計算，逐步演繹到跨域計算，最后會趨向于整車中央計算。 

圖源：大陸集團

我們試圖用另外一個維度讓大家了解此架構對于車的影響。在此框架上大家可以看到模塊化到功能集成、域集成，然后跨到域的融合以及服務器和域框架，最終過渡到整車中央計算單元，這種趨勢從左到右。不同的顏色能形象地表現出在中央計算單元當中它融合了哪些東西，可以看到有些開始跨域。服務器和區域集成架構是普遍認可的行業趨勢，為什么這樣說？在2023年廣汽項目上成功幫助OEM廠家落地，在星靈架構上我們能從ECU、整車線束以及服務迭代的角度來構成服務器和區域集成架構的量產，實現減少20個ECU，線束減少40%，這是明顯的量產化帶來整體OEM性能提高以及減少整車成本的很好的例子。

 圖源：大陸集團

下一代跨域融合場景的選擇

量產以后下一步怎么走，不單單是主機廠、Tier1，包括芯片公司都有這樣的問題。為什么會造成這個問題？因為在未來整車計算快融合的路徑，每個OEM都不盡相同，沒有非常確定的統一方向，每個OEM都有一些傳統的供應鏈、傳統的車的背景，但架構有不同的趨勢。造成跨域融合有不同方案的原因有很多種，我們粗略估算了一下，有幾個方面：第一，新的半導體技術、片上系統以及汽車總線架構的演變，從can、canfd到到以太網再到PCI-E，這是跳躍性的發展。

第二，新的商業方式。主機廠在傳統的賣車功能上會提供新的車型即服務、自動駕駛即服務，以及功能即服務的增值性服務，包括出口車型要符合的功能安全、信息安全和網絡安全的相應法規，比如歐盟表示在2024年以后上市的汽車必須符合新的規范。集中式的電器架構對于線速成本和整車成本提出了更高的要求，歸根到底，我們希望通過跨域融合讓車的功能實現簡單化，能夠讓產品變化迅速落地，減少開發中的復雜程度。由于跨域融合有很多場景，大陸集團也做了調研，跟各個歐洲的供應商和中國的OEM做了探討，它本身也有不同種的合作和跨域融合的可能性。

不同的OEM有不同的訴求，但最主要的四個域是車身、底盤控制、自駕和座艙，這四種結合在一起有多種融合方式，哪種融合方式會代表未來的方向呢？從此表格來看，趨勢沒有明確，沒有占90%以上的趨勢肯定未來。但在其中也找到了一些規律，從各個OEM反饋來看，發現AC-HPC駕艙融合是普遍認可的方式。但從大陸集團的角度來說，還會從另外的角度看，比如實時性、時間所需的計算機能力、對外界媒介的帶寬、安全性能、功能安全、信息安全和軟件的升級擴展性。 

圖源：大陸集團

從架構的維度看，傳統的ECU還會進一步保留，會向域控制器進一步發展。同時單一的ECU會進一步發展為HPC高性能的計算單元。ADCU 也會進一步發展，會隨著場景NOA、GSR、NCAP的法規，進一步增強算力,進一步演變ADAS HPC。

另外一種可能性是Security gateway、BCM和底盤會進一步融合控制HPC。底盤功能有一個趨勢叫滑動底盤，根據估計能夠在未來的3-5年實現線控底盤的落地。如果可以順利落地，那么底盤功能可以進一步上移，跟VC HPC融合，從而實現復雜場景在高性能計算單元上的實現。最終回到整車的一站式解決方案(One box Solution)，

中央高性能計算單位的整體解決方案

針對此情況以及不確定性，大陸集團推出了中央高性能計算單位的整體解決方案。整體解決方案是工程化的方案，也就是說它是可實現的，，工程方案主要集中在它是統一性的解決方案，會針對顧客不一樣的工程訴求，提供單域、疊站式和機架式的解決方案。另外上面有集中式的冷卻系統，因為中央高性能計算單元one box solution會有結構化散熱的問題，不管是單域還是疊棧式HPC，它的發熱量都是以百瓦以上，這樣高性能計算單元HPC的散熱是很大的問題，在制造業上也會帶來很多工程上的挑戰性。 

圖源：大陸集團

從架構來說，設計系統肯定會考慮到如何實現，以及如何讓它能夠迅速根據客戶或者主機廠的要求獲得工程落地。基于此思路我們設計了一個系統架構，有可插拔式的即插即用的HPC架構，能夠在一塊底板上通過高速的數據接口把HPC底板和 HPC 連接，集合在一起能夠實現即插即用式的HPC整體解決方案。單域的或者特定域的HPC有一塊主板，加上外接的連接器和冷卻系統。冷卻系統是一個柔性的冷卻板，加上可疊加式的熱點冷卻器，幫助芯片能夠在發熱情況下迅速散熱。

中間是疊棧式的HPC解決方案，幫助用戶有兩個域融合的整體解決方案，在兩塊版之間通過一個可插拔式的柔性冷卻板來連接。具體而言，柔性板會通過熱點的冷卻器和發熱的SOC直接接觸，從而能夠對導熱的性能極大提高，從而復雜的設備在工程上就容易制造和標準化。

第三是通過兩個柔性板的迭代，在底板上也支持柔性板的插槽，可以迅速使各個HPC板連接，導熱性能提高。產品的亮點主要有三點，第一是柔性的冷卻板，第二是熱點的冷卻器，第三是可插拔式的解決方案。這三個加在一起可以使產品更加節能，更加便于工程化落地，最終使產品在顧客和OEM的角度，根據不同車系獲得好的工程化推向市場的時間。

另外，通過可插拔式解決方案，未來用戶可以通過4S店獲得換硬件的機會，這樣也便于在產品的整個生命周期內迅速通過軟硬迭代的方式減少對OEM的要求。我們希望通過高性能計算單元的解決方案以及工程化冷卻系統的介紹，能夠和主機廠一起加速HPC產品的落地，給用戶提高更好的駕乘體驗，推動中國市場HPC產品進一步更好的發展。

（以上內容來自大陸集團車聯網與架構事業群中國區客戶首席工程師張伐于2023年9月21-22日在2023第三屆智能汽車域控制器與中央計算平臺創新峰會發表的《中央高性能計算單元及冷卻系統》主題演講。）