軟體定義汽車 Arm ADAS ECU OTA 智慧手機 汽車

軟體定義汽車需要耐用硬體輔助相關應用

2021-09-08
隨著行駛里程數的累積,軟體定義汽車將帶給車主更好的使用經驗。但以軟體為中心的設計方法代表開發典範的改變,以及耐用的硬體能力。

軟體定義汽車提供車主更細緻、回饋更好的車主體驗。在軟體定義汽車的場景下,當車主進入到車內時,就會收到系統通知,提醒車輛轉向系統已經升級,可提供更精準的操控,或者通知車主先進駕駛輔助系統(ADAS)已經載入新的能力可協助快速道路的駕駛,又或是通知車主根據數千個小時電池充放週期的分析,車輛的續航力已經提升。

不過軟體定義汽車雖然可以定期更新,它的基本硬體包括感測器、運算模組、資料匯流排與其他隨車輛出廠搭載的技術則不太可能改變。業者如何提供一個硬體平台,讓它擁有足以處理還未發生的複雜使用場景所需的運算力、彈性與容量?

Arm從手機產業在2005年左右經歷過類似的轉型過程中吸取經驗。在那以前,手機的硬體與軟體在生產線上是連結在一起的,只有在發現重大錯誤時,軟體才會進行更新且通常是透過大規模的召回,後來,智慧型手機變成一個硬體平台,製造商可以在這個平台上打造定製的作業系統版本,並透過無線(OTA)方式進行更新,同時開發人員也可打造新的應用。

未來軟體定義汽車將受益於許多製造技術的精進,包括更少、更容易替換的活動零件、因ADAS的安全功能減少在動力系統、底盤與懸吊的磨損,以及為長達數十萬英里無故障駕馭而設計的電池。未來車輛的使用年限,明顯要比以往的車輛更長。這代表軟體定義汽車的硬體平台,在產製時就要確保能提供未來十年或更久的時間,對目前未知的在安全性、資安防護與各項功能的益處。

儘管軟體定義汽車的價值非常清楚,但是不難看到其中的技術挑戰。一輛全新車款,除了設計上必須符合不同區域法規要求的多項強制性功能,還必須提供數百個功能選項,其可能變體數量會以幾何級數擴增。因此需要一套可以進行大規模的開發、測試與提供各項功能的方法,如此一來可將干擾與相互依賴性降到最低。所幸雲原生的開發典範,對此已有一種服務導向模型的解決方案。

這對已經習慣傳統汽車開發模式的汽車製造商,是相當重大的改變。傳統上,每輛車上的電子控制單元(ECU)都已搭載了悉心編碼的軟體,而且針對硬體與軟體,往往也經歷過嚴格的安全評估。隨著功能域控制器與區域控制器的導入,現在車輛的硬體架構已出現變化,而它們往往建構在可在功能域或區域內運行多項功能的微處理器上。

這些處理器目前已可支援服務導向的模型;此類模型使用一種持續整合與持續部署(CI/CD)的方法,讓車主可以簡便地使用軟體驅動的創新,並以全新的特色與功能,讓愛車功能常保如新。還有一些必須額外強調的複雜因素,如功能性安全、即時回應與決定性行為,這些都是開發智慧型手機或伺服器等裝置時,不會考量到的參數。

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