硬件“软件化”,已经成为智能汽车核心零部件的趋势。
过去,汽车行业的软件开发更多关注的是智能驾驶、数字座舱以及ECU/域控制器,如今,随着联网汽车搭载率的持续提升,基于联网服务的关键安全功能(比如,V2X)也在不断演进融合。
按照高工智能汽车研究院监测显示,4G联网在新车搭载率的提升,也带来了很多问题。比如,经常断网、加载失败、网络需要重新配置等等状况频出。这其中,一方面是信号以及硬件问题,另一方面则是通讯模组相关的软件问题。
今年初,梅赛德斯·奔驰美国公司宣布召回超过100万辆汽车,原因是其eCall软件存在安全隐患,由于通信模块的软件设计可能会导致在发生事故时无法在紧急呼叫时发出正确的车辆位置,进而增加发生事故后的风险。
由于上游通讯基带芯片供应商寥寥无几,无线蜂窝通信模组就成了市场化竞争的焦点。通常意义上,通讯模组是在电路板上集成基带芯片、存储器、功放器件,并提供标准的接口功能模块,最后基于车联网终端实现数据通信功能。
在产业链逻辑角度,通信模组行业上游为标准化芯片,下游则是丰富的定制化产品,核心壁垒在于成本、制造以及差异化的软件方案。比如,同样是采用高通的基带芯片,除了板级设计,嵌入式软件也是产品可靠性的关键一环。
在这一点上,作为目前国内前装车载联网通讯模组的龙头供应商,移远通信宣布正式获得ASPICE CL2(汽车行业软件过程改进和能力评估模型二级)国际认证,这是目前汽车前装市场除硬件车规级、功能安全之外,软件领域的高阶准入门槛之一。
对于大部分汽车零部件供应商来说,通过ASPICE项目评估是进入主流汽车软件市场的一个重要的里程碑,尤其是合资品牌及海外市场的市场开拓至关重要。而目前,国内自主品牌车企对软件ASPICE认证的需求也在逐年上升。
一、
目前,整车搭载的软件代码量正在迅速增长,从百万、千万到上亿行代码已经成为常态,这也同时增加了硬件产品的复杂性;同时,配合车企软件集成的开发效率,几乎每个核心零部件的软件开发都被要求提高交付质量、速度以及标准化。
而在全球范围内,ASPICE标准是答案之一。
作为汽车软件过程改进和能力确定的一套标准规范,调整和优化软件开发流程、技术、工具等,形成标准化的、可持续的软件输出和研发能力是关键要求。同时,也是车企、Tier1评估供应商软件开发能力的关键参考依据。
在汽车行业,ASPICE和CMMI都用于确定供应商使用成熟流程开发和供应汽车零部件的能力水平。其中,ASPICE正成为近年来汽车行业对于供应商软件开发认证的主流要求。
作为汽车软件过程改进能力测评,ASPICE是一组包含软件和系统开发过程需求的标准。该标准有助于对供应商进行软件能力评估。
ASPICE主要分为5级,其中,CL2(2级)代表软件供应商已经在内部建立开发过程,形成文件,并在整个组织内执行,这意味着具备了某种意义上等同于硬件车规级的要求,同时与ISO26262(功能安全)和ISO21434(信息网络安全)相衔接。
同时,2级意味着供应商可以保障软件生命周期内的持续迭代开发,并且可扩展用于未来的新功能开发。如果出现了错误报告,可以提供补丁以保持更新。
尤其是在处理控制系统或者关键安全功能以确保产品安全的软件时,2级认证是绝对必要的。而2级以上的认证更多的是关于公司的运营效率,而不是软件的性能。
相比而言,CMMI认证主要用于软件过程的改进,促进软件企业软件能力成熟度的提高,但它对于系统工程、集成化产品和过程开发、供应商管理等领域的过程改进都存在缺陷。
而确保高水平的软件质量已经成为市场竞争的关键要素,高质量的软件意味着:代码是模块化的、可重用的和简洁的;正确使用版本控制系统;所有产品代码要达到合理的测试覆盖范围等等严格要求。
与此同时,监管机构也正在对汽车开发商实施越来越严格的标准。这种转变越来越多地从硬件组件转向嵌入式电子和软件组件,考虑到软件在新车召回中的比例越来越高,这也对软硬件一体化模块供应商提出了更高的要求。
二、
而对嵌入式软件的高要求,还有一个关键驱动因素——5G以及C-V2X。
比如,车载5G通讯模组除了提供传统4G模组的数据传输和无线网络连接功能,还需要配置实时交通信息共享、精确位置定位、V2X和保证更大规模、更低延迟的数据传输。这其中,优化的软件是差异化关键。
同时,C-V2X市场将车载通讯解决方案拓展至应用处理层面,从而能够提供包括C-V2X连接、5G 和4G无线连接、高精度定位、车联网消息安全以及应用处理在内的一站式连接解决方案。
这意味着,基于5G、C-V2X的应用开发将成为高频需求。对于通讯模组供应商来说,参考设计平台、中间件、底层驱动软件的支持,可以大幅度减少客户的研发时间、周期和投入。
尤其是通讯模组在产品性能及可靠性、高算力边缘计算等方面的需求快速提升,在智能汽车整体架构中也开始扮演着越来越重要的角色。
有业内人士认为,前几代蜂窝技术更加专注于确保连通性,而5G则通过向不同细分行业提供云连接体验,将连通性提升到下一个水平。而5G网络是虚拟化和软件驱动的,尤其是数据处理逐步向边缘移动。
在这个背景下,全球车载模组行业已经进入第二轮洗牌期。
第一轮,是因为4G模组的价格竞争白热化,导致部分海外车载通讯模组厂商通过拆分汽车业务以及资产出售,退出汽车市场。比如,广和通收购的Sierra Wireless汽车业务,后者则转向利润率更高的物联网解决方案。
相关数据显示,2016年全球主要车载通讯模组提供商的产品毛利率平均达到了40%以上,短短几年时间,已经下滑了超过50%。目前,部分低端产品的毛利率甚至已经不到10%。
从5G开始的第二轮洗牌,则强调模组厂商的技术储备(特别是软件能力),尤其是在整车电子架构软件占比逐步提升的背景下,对于客户的复杂应用开发需求,考验企业的软件支持能力。
尤其是传统模组在定制化与标准化之间如何平衡的难题,在新的市场周期,将更多依靠软件平台来实现定义。比如,移远通信此前推出的QuecPython嵌入式操作系统开发平台,客户可以基于移远模组进行便捷的二次开发,快速调用模块软件功能和外部硬件接口。
而在市场部署方面,按照此前5G汽车协会(5GAA)预计,未来两到三年内,全球尤其是中国将大规模部署V2X用例,同时必要的技术演进、行业标准和频谱开放等也将得到进一步落实。
该协会发布的报告指出,今年开始全球主要汽车制造商都将陆续推出搭载5G技术的新车,V2X的车端应用基础已经具备,未来几年结合路端基础设施的升级,将进一步围绕5G-V2X的使用案例展开应用推广。
5GAA预计,到2024年,“互联”数字道路基础设施将为实时或动态交通更新、危险警告和高清地图服务铺平道路。从2025年起,汽车互联互通将支持更先进的自动驾驶和安全用例的大规模推出。
按照高工智能汽车研究院监测数据,今年1-6月国内市场新车车联网前装搭载量为552.79万辆,搭载率首次突破50%,达到54.97%,同时基于联网的应用服务已经成为市场主流。
去年开始,部分新车开始搭载5G通讯模组,预计未来三年,4G搭载量仍将逐步爬升,同时5G搭载进入快速上升期。预计到2025年,国内新车联网搭载率将超过90%,对于车载通讯模组厂商来说,挖掘增量市场背后的高附加值就是未来的洗牌“护城河”。
本文探讨了硬件“软件化”在智能汽车中的关键作用,重点关注4G联网引发的问题与梅赛德斯召回案。ASPICE CL2认证的重要性被提升,尤其是在软件质量和安全方面。5G和C-V2X技术推动了对嵌入式软件的高要求,车载通讯模组厂商面临技术储备和差异化软件解决方案的考验。
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