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Takeshi Fuse
Takeshi Fuse
Head of Function Unit, Business Development, Automotive Solution Business Unit

CASE(互联、自主、共享/服务和电动)推动了当今汽车行业的市场增长,并定义了汽车技术最重要的部分。在最近一篇概述瑞萨汽车业务战略的文章中,解释了汽车价值将从关注硬件转向关注软件,下一代汽车将成为所谓的 "软件定义的汽车"。

请参考最近的博客,其中解释了瑞萨汽车业务战略的概况。

瑞萨汽车业务战略概述 | Renesas

CASE的核心是汽车E/E架构的演变,包括网络变化、ECU的独特构架和整个汽车连接战略。本博客解释了瑞萨对E/E架构演变的看法,以及新出现的市场需求,和我们管理这些变化的方法。

E/E架构演变趋势

E/E架构大致分为 "分布式"、"域 "和 "区 "三种类型,并随着市场的创新和需求迅速发展起来。目前,许多汽车制造商正在采用域架构类型,它可以为每个应用进行单独优化。在未来,随着市场需求从硬件转向基于软件的差异化将变得很普遍。而区域架构类型将作为E/E架构的一个解决方案被采用,以实现信息/资源的聚合和域间的车辆控制集成。

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E/E architecture evolution trend and challenge

域架构的特点是通过功能分配进行优化,而区架构的特点是通过物理ECU位置进行优化。因此,目前采用域架构的汽车制造商最终必须分解功能并将其重新分配给ECU,作为从域到区架构过渡的一部分。

不难看出,这种类型的过渡需要OEM厂商付出巨大的努力和资源,即使是在他们可以将其控制在一个汽车平台的情况下。在大多数情况下,每个原始设备制造商都有长期使用的解决方案,需要仔细地整合到新的架构和平台。另一方面,也有一些汽车制造商,如新兴的电动车供应商,他们过去的开发资产很少,从区域架构开始发展。因此,有许多不同的E/E架构取决于汽车制造商。

E/E架构创新推动大变革

尽管每个OEM会根据他们的能力和当前的架构情况采取不同的E/E架构演进路径,但他们都有几个共同的变化。

1) 硬件和软件的分离

首先,让我们考虑一下车辆系统开发的传统方法。以往,一个车辆系统的开发是根据应用和系统要求得出硬件平台,同时开发所需的软件(BSP、中间件和最终应用软件)。这是大多数Tier1公司几十年来的运作方式,它要求硬件和软件元素之间有密切的联系和一定程度的不可分割性。最近,安全和舒适功能,如ADAS和Cockpit正在增加,这加速了整个软件栈的规模和复杂性。由于上述原因,传统的开发是复杂和耗时的。

还有,E/E架构的升级需要车辆系统中许多ECU之间的应用功能分布灵活性。这又要求硬件和软件之间有很强的独立性,前者可能需要很长时间来开发、生产和测试,而后者则需要快速、敏捷地创建。此外,必须考虑可扩展性,因为高计算量的ECU被设计成可以持续使用车辆的寿命,同时从OTA来源获得软件更新。所有这些要求使传统开发方法进一步复杂化。

2) 缩短车辆开发时间

现在我们将从开发者的角度解释E/E架构的演变。在传统的汽车开发中,软件开发是利用实际的硬件(半导体开发板、"A-样品ECU "等......)进行的。这一点非常重要,在真正的硬件出现之前,软件开发通常无法开始,这既会延迟整个开发进度,甚至会基于有限的硬件资源而进一步推迟。尽管可能有一些开发可以在一些旧设备上完成,但在许多情况下,这仅限于开发或测试基本功能,这些功能可以被带到新硬件上。如上所述,最近软件开发的规模和复杂性都在增加,这些开发问题恐越加严峻。因此,需要一种方法,通过提前开发和验证软件,甚至在没有硬件的情况下,来缩短整个车辆开发周期。

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Big change by E/E architecture innovation

瑞萨的举措

为了应对上述E/E架构的变化和整个市场的需求,瑞萨正在采取以下举措。

1) 可扩展性

瑞萨提供了一个涵盖整个E/E架构的嵌入式处理器系列。这使客户能够为其特定的车辆等级和应用选择最佳的处理器。此外,这些处理器在软件和IP方面具有高度的复用性,并可在不同的车型、应用和迭代中重用。这使客户能够减少开发成本和上市时间。

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Scalability

2) 左迁Shift-left

术语 "数字孪生 "是指一种技术,它使用来自物理世界的信息,在虚拟世界中创建一个有代表性的环境,就像 "孪生 "一样。使用这样的数字孪生体,在移植到物理世界之前,可以在虚拟空间中进行更快、更敏捷、更创新的开发。瑞萨已将这一技术应用于半导体领域,并创建了一个在计算机上与实际设备上操作相同的环境。这使客户能够在物理设备可用之前开始软件开发,并增加开发人员的数量,不受地理或数量等可用硬件的限制,从而有助于缩短整个车辆开发周期。

Renesas Launches Virtual Development Environment for Fast Automotive Application Software Development and Evaluation | Renesas

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Shift-left Digital Twin

此外,瑞萨提供了一个包括各种工具的集成开发环境,以应对客户在未来将面临的挑战,并使自己能够将资源集中在其重点领域。

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Shift-left Integrated S/W development environment

通过这种方式,瑞萨通过提供满足各方面需求的数字解决方案来支持下一代技术,帮助客户实现更安全、更环保、更便捷的移动社会。

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