汽车行业发展的未来是什么?映驰科技联合创始人兼CTO段勃勃眼中有三条曲线:
第一增长曲线是智能化与电动化,在智能化或者电动化其中任意一点上做到极致(特斯拉),亦或者是在两者之间做到平衡(比亚迪),都会获得市场的青睐。
第二增长曲线是SDV趋势下,汽车软件层面的发展:软硬解耦和汽车OTA。
第三增长曲线,也就是未来3-5年可能出现的新增长点:云原生或者车载服务器。
需求影响供给,消费端向智能数字化方向倾斜,正进一步助推行业供应链的重构:从车企-Tier1-Tier2的链式结构,悄然转向车企-软硬件供应商-传感器-芯片-工程服务的网状生态。段勃勃提出,生态中心可以是掌握核心技术的车企巨头,也可以是核心技术和开发平台,正如手机行业生态的中心是IOS、安卓等系统。
总体而言,随IoT、AI、数字孪生等前沿科技进入整车技术布局,汽车从载人工具转向第三生活空间,汽车行业向手机、卫星通讯、AI智能辐射,搅动不同行业布局,前所未有地深入影响着国计民生。
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软件定义困局:开发速度追不上行业需求
以芯片赛道为例,全球性缺芯潮的持续影响接近两年,越来越多的科技企业、主机厂、芯片相关企业入局造“芯”,然而芯片的产业链长、技术支脉广、器械精密度和成熟度要求高,核心技术专利壁垒多,国产芯片进入专业化、链条化、产业化的路仍然很长。
根据芯片领域的困境,可以进一步窥得行业全貌:汽车行业进入软件定义、智能化时代后,技术难度飙升,产品迭代周期缩短,市场竞品成爆发式增长,如何高效对接市场需求,挖掘新的消费增长点?
段勃勃认为,生态合作是破局关键,而行业未来的创新突破点有三:首先,B2B模式下,个性化定制是车企获得商业回报的利益增长点,这一点反过来会影响车企对于供应链的选择;其次,用户体验要放在第一位,比如与人体直接接触的座舱可以按人体工学进行设计,加入按摩功能;最后,座舱娱乐正成为消费热点,比如车机游戏、沉浸式影院、车载KTV等功能的实现,正在催生一批新型跨行业供应商。
对应这些创新点,业内提出的技术路径是软硬解耦、软软分离(操作系统和功能应用层分离)、中央算力高度集中。
且看这些技术路径的背面:成亿行的代码集于一车,工程师“日产千码”仍难满足交付需要;几十家供应商提供的软件模块集合在一个功能域,所谓牵一发而动全身,模组、代码的高度集成将带来贯穿供应链前后的巨量协商工作。
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如何提质保量?软件平台成破局关键
可否在提高开发和迭代效率的同时,获得高质量,高可靠的软件产品?一味卷工时不可取,可以将目光转向生产工具的革新。
直面大算力时代的挑战,映驰科技加速技术升级,专注于智能驾驶高性能计算软件平台产品的研发,旨在为客户提供“产品+工具+服务”的整套支持和完整架构,从而加速产品落地。
软件平台的关键职能就在于通信与调度,好的软件平台就像是产品内部经验丰富的大管家,可以大幅降低应用层的更新和维护难度。段勃勃表示,车规级软件平台需要满足以下要求:向下面对多核异构(MCU,SOC)的计算环境,根据不同芯片做多类接口适配;向上为应用层提供兼容SOA服务的架构平台,以应对软件定义汽车落地后,终端功能更新速率的飞升。
目前,映驰科技自主研发的高性能计算软件平台EMOS就可以满足以上要求,EMOS的技术成熟度与产品落地进度都处于行业前列,商业前景大好,就在2022年7月,映驰科技获得由大陆集团和商汤国香资本联合领投,老股东地平线追投的近亿元B1轮融资。
顺应个性化定制潮流,段勃勃强调,映驰科技EMOS的重点转向中央计算基础平台,旨在让客户有更大的发挥空间:主机厂可自主开发硬件设计、定制形成品牌特色的软件平台,形成自有应用商店和应用生态。
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EMOS架构亮点:确定性通讯&调度、多核异构
EMOS的兼容性和灵活性从何而来?可以先从组成架构谈起:
段勃勃介绍,EMOS解决方案由五部分组成。首先是底层的ECU基础服务,包含硬件抽象、操作系统抽象、MCU\SOC等硬件适配、片间通信协议栈等。值得注意的是,EMOS连接了MCU、SoC等多种芯片,能够有序安排多核异构芯片的并发任务,极大提高了运算效率。
EMOS解决方案的关键是中央计算的基础服务,包含各种工具链,提供内存、调度、通信、时间、存储、配置、升级调试、诊断、功能与信息安全等各项服务。段勃勃再次强调,调度与通信技术是EMOS的核心竞争力所在,技术上已支持跨芯片多核异构确定性调度以及端到端(应用到应用)的us级时间同步和低延迟交互。
EMOS还包括自动驾驶基础服务与自动驾驶SDK及应用,前者包含传感器、车控、AI服务;后者支持到L4级的服务组件,包含感知融合、建图定位、感知融合三库。
段勃勃特别指出,EMOS对自动驾驶和中央计算的工具链进行了区分,针对自动驾驶应用做了定制优化,极大地打破了硬件与平台之间的隔阂。
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总体而言,高安全度软件、高带宽实时通讯、高效可信赖AI计算是EMOS平台的三大核心竞争力,分别对应着EMOS的三条技术特色:
1、确定性通讯,实现端到端的us级时间同步以及低延迟交互。2、确定性调度,有序安排多核异构芯片的并发任务及多源服务请求。3、EMOS的混合式SOA软件架构,面向服务与面向信号共存的创新架构。
EMOS技术亮点一览:时钟同步、混合式SOA架构
通过映驰科技官网的EMOS指南视频,结合产品端的使用反馈来看,通过EMOS平台的优化和控制,任务执行时产品的抖动值更为可控;此外,为实现“跨平台,跨芯片”的基本需求,EMOS还能优化不同芯片之间的调度,从而大大缩短反应时间。
也就是说,即便是异构多核的计算架构,EMOS的操作体验、安全性还是可以最大程度地向单核操作系统看齐。
为实现这样的产品体验,需要哪些技术上的支持?段勃勃选择性阐述了混合SOA架构、增强式AP、时间同步等技术亮点。
众所周知,趋势预测同行业实践存在一定的时间差。段勃勃认为,提供混合式SOA架构,面向服务和面向信号的混合模式符合市面上多种数据交互模式共存,并且大概率长期共存的情况。
此外,为实现接口的适配性最大化,EMOS平台已经支持AUTOSAR AP标准,接口的统一标准化为通信的高效性、跨域、跨芯片调动创造可能。段勃勃补充,基于原有的AP基础,映驰科技强化并添加了确定性调度IPDS技术、确定性通讯APEE协议栈,从而保证端到端通信的低延时、高可靠。
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时间同步性是软件架构运作的关键前提,EMOS平台基于802.1 AS提供整车时钟服务,支持多时钟源与多核部署。段勃勃介绍,在RTC实时通信部署支持下,EMOS的时钟精度可以被控制在纳秒级别,此外,映驰科技在多域融合上也有部署,时钟同步服务可全局覆盖三大功能域、8颗芯片。
多核异构,确定性通讯、确定性调度是EMOS软件平台的关键词,也是映驰科技直面大算力挑战,为加速软件开发交出的高分答卷,但时代的脚步不停,正如段勃勃预测:“未来汽车还可能部署40核、80核的服务器”。企业需要将技术作为核心生产力,进一步挖掘高效通讯、高效安全计算的可能性,迎接硬件趋同、软件定义时代的带来。
(以上内容根据映驰科技联合创始人兼CTO段勃勃于2022年8月3日由盖世汽车、AUTOSAR组织联合主办的2022第三届软件定义汽车论坛暨AUTOSAR中国日发表的《智能汽车中央计算发展趋势及实践》主题演讲进行理解和整理。)