共建汽車基礎軟件融合新路徑

由于智能汽車市場的競爭愈發激烈，各家車企亟需不斷提升產品優勢、構筑技術壁壘、搶占市場份額，然而在軟件架構和研發的許多領域都遭遇了難題。

11月7日-8日，以“軟件智領未來 融合共創生態”為主題的2024中國汽車軟件大會在上海嘉定舉行。11月8日下午，在本屆大會同期舉行的“融合共建：汽車基礎軟件新路徑”主題論壇上，吉利汽車研究院車載操作系統開發專家路哲，東軟睿馳首席科學家、域控基礎平臺產品中心主任李冰，中汽創智科技有限公司軟件產品經理莊天然，中興車用操作系統產品經理胡沖，AUTOSEMO測試工作組負責人、經緯恒潤測試中心經理王英蕾，AUTOSEMO技術專家程智鋒，中瓴智行（成都）科技有限公司首席戰略官鐘衛東，杭州賽福納斯科技有限公司總經理張斌，惠州市德賽西威汽車電子股份有限公司高級工程師張燕和維克多汽車技術（上海）有限公司技術方案經理丁嶸暉發表了主題演講，并就中國汽車軟件行業中基礎軟件和操作系統的最新進展、技術創新、應用實踐以及未來趨勢進行了深入地分享與探討，為推動中國汽車軟件行業的繁榮與發展貢獻智慧和經驗。本場論壇由中國汽車工業協會軟件分會副秘書長、中汽創智科技有限公司技術副總裁周劍光主持。

新時代、新技術、新場景下的新軟件

當“軟件定義汽車”時代來臨，為了更好地實現汽車軟件快速迭代、智能化場景靈活組合、多硬件平臺復用、構建車云生態，汽車的軟硬件解耦成為關鍵。

據路哲介紹，整車的軟硬解耦需要通過應用軟件、中間件、硬件抽象層、硬件和整車系統五層實現，其中，整車系統通過標準接口和OTA更新，實現靈活配置和升級；中間件和抽象層屏蔽硬件細節，確保軟件獨立優化，提高系統的靈活性和價值。在這一過程中，作為一種創新的軟件設計理念，汽車基礎軟件應運而生。

“車載基礎軟件為汽車軟件領域帶來了革命性的變革，具備通信與網絡管理、診斷與故障處理、信息安全與OTA更新、硬件抽象與操作系統管理和中間件服務與資源管理五大能力。主要內容覆蓋兩方面。”路哲指出，一方面，從內核到中間件，再到功能軟件，整車軟件平臺不斷延伸，軟軟/軟硬雙解耦，統一對外接口；另一方面，車載基礎軟件具備多端部署、跨域通信、安全可靠、高效開發、軟硬融合和生態開放等特點。

變革創造機遇的同時，當然也會帶來相應的挑戰。李冰坦言，由于智能汽車市場的競爭愈發激烈，各家車企亟需不斷提升產品優勢、構筑技術壁壘、搶占市場份額，然而在軟件架構和研發的許多領域都遭遇了難題。他指出，例如汽車E/E架構升級就面臨三大課題，分別為架構拓撲集中化、功能邏輯復雜化和數據傳輸高速化。

“從去年開始，生成式AI快速導入汽車行業。我們看到，目前汽車行業軟件創新不再是過去的逐步發展，而是多種技術融合，這對汽車軟件架構提出了更高要求，需要同時滿足行業的多重發展需求。”李冰認為，隨著跨域協同越來越多，需要跨多個控制器進行汽車開發的功能也越來越多，因此尤其需要統一開發方法，來定義不同開發者所承擔的角色，行業亟需一套標準和架構。其中，由于AI結果不可預測，而汽車對安全性的要求又非常高，因此汽車軟件開發還需要一套統一的架構來對AI進行約束和控制。

除了新技術引發的變革之外，汽車場景的變化也給汽車軟件，尤其是車用操作系統帶來了許多新的難題。“軟件也好，產品也罷，歸根結底都是由場景牽引用戶需求，再由用戶需求指導軟件架構設計。目前車用軟件的3個場景——艙、駕、控——遇到的主要挑戰是智能化，智能化會牽引操作系統和所有基礎軟件的發展。”在胡沖看來，當下車用操作系統的新挑戰主要包括集中化、碎片化和透明化，首當其沖需要解決分工和協作的問題，只有實現科學合理的分工和協作，才能提高汽車軟件的運轉效率、降低適配成本。為此，胡沖建議，行業需要領軍人物或組織機構站出來，通過開源的形式，促進業界達成共識、共享能力與成果，大家再基于統一開源的生態進行開發和演進。

報告與產業同行，測試為質量護航

鑒于中國汽車基礎軟件發展的重要性，應國內主要汽車企業的要求，并經主管部門認可，中國汽車工業協會在2019年12月正式組建中國汽車基礎軟件生態委員會（英文China Automotive Basic Software Ecosystem Committee，以下簡稱AUT

-OSEMO），旨在聯合汽車及軟件產業內的成員，形成由本土企業主導的共同規劃和創建適應新需求的軟件架構和接口規范，做強本土基礎軟件，推動行業開放和協作，促進產業向更智能化的方向發展。

自成立以來，AUTOSEMO已經發布了四本白皮書，今年正式發布了《中國汽車基礎軟件發展報告5.0》（以下簡稱《發展報告》），圍繞汽車智能化發展趨勢下的軟件架構，探討如何在融入AI大模型的情況下，打造安全、可靠、穩定的開放式軟件架構。在本次論壇上，莊天然從編制背景和發布內容兩方面詳細介紹了《發展報告》。她表示，在多域融合的背景下，架構封閉、接口定義、標準解讀尺度不同帶來了多團隊協作集成的困難，與此同時，AI端側部署帶來了全新驅動力，加速汽車由智能化進化至智慧體。為此，汽車行業非常需要一個開源開放的軟件架構，并能實現持續的迭代發展，這也是編制此次《發展報告》的初衷。

論壇上，AUTOSEMO還發布了另一項重要文件——《ECU性能壓力測試方案及測試指南文件》，王英蕾代表AUTOSEMO測試工作組對此進行了詳細解讀。“在軟件定義汽車的當下，測試要做好質量的守門員。”王英蕾提出，對于汽車軟件測試工作而言，會面對代碼架構的復雜性、代碼產品的敏捷化開發以及信息安全對軟件的要求等越來越多的新要求，AUTOSEMO測試工作組希望能集結行業力量，達成一系列規范的內容，并將測試工作中的相應流程及行為標準化。

由于Linux系統具有完善的操作系統功能，且擁有開源開放、創新的迭代速度，豐富的生態體系，完善的基礎設施，且兼具易用性和龐大的開發者資源和綜合成本優勢，因此行業普遍接受Linux系統應用于自動駕駛場景。基于此，針對自動駕駛Linux系統功能安全的需求越來越迫切，加速推動相應研究和實踐迫在眉睫。今年9月，在AUTOSEMO操作系統工作組的組織下，《自動駕駛Linux系統的功能安全研究1.0》正式發布。程智鋒在本次論壇上對這項研究成果進行了詳細解讀，并提出建議：首先，自動駕駛Safety Linux存在市場發展機會，Safety OS的技術設計需要考慮四大關鍵因素，包括空間隔離，時域隔離，雙向通信以及確保所有訪問、通信等活動可監控、可追溯；其次，各家整車廠、代表企業及生態合作伙伴需共同努力，行業協作共建，將基于Linux的自動駕駛系統分解成多個部分，從而逐個擊破，解決功能安全合規的問題。

探索多元化創新方案

近段時間以來，許多創新性技術顛覆了汽車智能化的發展節奏和開發模式，中國企業也在汽車軟件創新開發方面探索出了更多新方案和新思路，在本次論壇上進行了經驗交流。

眾所周知，汽車軟件架構正在從分布式電子控制單元架構，向域控制器轉變，并進一步往中央集中式架構演進。“在軟硬件協同演進的過程中，硬件能力越強，融合層次越深，系統解耦就越徹底。”鐘衛東指出，相較于過去的解耦1.0版本，通過虛擬化實現的軟硬生態解耦，不僅可以做到單節點SOC，操作系統及上層業務無感對接，有利于軟件平臺化，而且能夠促進艙駕融合、分布式硬件演進，是更深層次的軟硬解耦2.0。例如在艙駕融合領域，虛擬化能提供更高效、靈活和安全的融合方案，通過虛擬驅動靈活部署，還能滿足不同業務域的需求特點，并結合虛擬化實現安全功能調用。

自動駕駛功能安全始終都是汽車行業關注的重點，作為其中重要的一部分，Linux方案還面臨諸多難點。張斌表示，功能安全是指在ISO 26262以及國標GBT 34590框架下，要確保功能安全的完整性，而非單純設立幾個安全機制。其實自動駕駛的功能安全合規門檻非常高，需要按照標準給出的流程、方法來進行詳細設計、文檔和分析，這其中包括大量安全機制以及詳盡的測試和管理活動。此外，張斌提出，AUTOSEMO發布的《自動駕駛Linux系統的功能安全研究1.0》指出，芯片公司在開展內核層代碼功能安全工作時，ASIL B的普遍認證成本為100元/行，成本非常高，特別是對于一些行業智駕公司來說，這并不是主要產品，因此這筆額外投入很難通過自身銷量來覆蓋。

張斌表示，恰如《自動駕駛Linux系統的功能安全研究1.0》中所說，為了在智駕中實現安全功能的Linux方案，首先需要處于最底層的芯片廠提供基于Linux內核功能安全合規的芯片BSP驅動代碼；其次，Linux操作系統廠商需要提供針對智駕場景的Linux內核產品級解決方案，包括工具和庫；第三，自動駕駛軟件廠商需要集成各類功能安全的自動駕駛中間件軟件模塊和應用軟件模塊。其中，“中間件”意指廣義的智駕OS，以及應用和底層功能安全Linux內核和芯片廠芯片BSP；第四，整車廠應當把關注點放在Linux功能安全上，提出對應功能安全的要求，同時給予Linux功能安全供應鏈一定的支持。

全方位分享應用實踐

智能化是汽車產業轉型下半場的核心，軟件則是構建差異化整車應用和創新汽車業務的核心驅動力。在組成基礎軟件的眾多“家庭成員”中，域控制器系統作為汽車智能化的關鍵部分，正加速演進，以適應產業創新與市場需求的急劇變化。

“近年來，智駕域控制系統發生了很大變化，經歷了從功能域控架構向‘中央大腦’的轉變。”張燕指出，當前智能駕駛開發模式主要包含三種，分別是基于模塊的開發模式（例如依賴傳統“V”模型的開發模式）、基于數據驅動的開發模式（例如常見的數據閉環系統）和基于端到端系統的開發模式（主要依賴大模型提供從傳感器的輸入到決策輸出）。目前德賽西威正在探索將AI應用于軟件工程。通過AI賦能，實現開發工程的全數字化，可生成過程中所有產物，包括設計文檔、代碼、測試腳本、測試報告等，擁有對人依賴性低、交付周期短、實現持續交付等優點。張燕表示，AI大模型賦能后形成的是生成式架構，只需給出軟件系統需求，定義出抽象目標，AI就會自動完成接下來的工作，同時還能保證從設計到實現、從需求到交付的一致性，并且通過AI模型和數據訓練提供最優架構，并自帶繼承性和創新性。

在汽車軟件架構中，適配應用層軟件和系統中間件同樣是保障系統穩定運行的關鍵，丁嶸暉分享了在這一領域的實踐經驗。在他看來，軟件定義汽車的趨勢之下，跨域融合、不同域融合成單一域的趨勢和技術發展方向已經成為主流方向，在這一過程中產生了兩大“痛點”。其一，在跨越融合區域下，如何將APP從座艙和智駕遷移到整車網絡中；其二，為了實現APP融合，如何在中間件之間做好不同中間件的打通工作。針對不同應用層軟件從原來單一生態系統遷移到新生態系統的問題，丁嶸暉詳細介紹了名為“Application Framework”的解決方案，為優化汽車軟件系統提供了參考和借鑒。