隨著汽車智能化、互聯(lián)化的不斷發(fā)展，軟件在汽車中的重要性日益彰顯。從硬件定義汽車，到軟件定義汽車，再到AI定義汽車，汽車產(chǎn)業(yè)的變革正在加速進(jìn)行。在這一變革中，軟件融合成為了一個重要的趨勢。本文將從多個角度對汽車軟件融合進(jìn)行深入分析。

一、軟件融合的背景與必要性

1. 智能化需求

   隨著智能化需求的增加，傳統(tǒng)分布式電子電氣架構(gòu)開始向域集中式架構(gòu)轉(zhuǎn)變。大量相同功能的ECU（電子控制單元）進(jìn)行整合，交由域控制器進(jìn)行統(tǒng)一的管理調(diào)度。這一轉(zhuǎn)變使得開發(fā)人員能夠完全獨立于底層硬件進(jìn)行上層軟件的開發(fā)，實現(xiàn)了軟硬件解耦范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大。

2. 軟硬件解耦

   軟硬件解耦趨勢下，汽車計算平臺正從“信號導(dǎo)向”向“服務(wù)導(dǎo)向（SOA）”轉(zhuǎn)變?；A(chǔ)硬件與嵌入式軟件的傳統(tǒng)強(qiáng)耦合關(guān)系被打破，底層軟件與上層應(yīng)用開始呈現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、相互獨立、松耦合的特點。這意味著在修改或新增某一軟件功能時，只需對上層服務(wù)組件進(jìn)行代碼編寫，無需進(jìn)行底層軟件重復(fù)開發(fā)，提高了效率。

3. 汽車性能提升

   未集成的汽車軟件存在諸多弊端，如系統(tǒng)功能呈現(xiàn)碎片化狀態(tài)，導(dǎo)致汽車性能無法充分發(fā)揮，操作也趨于復(fù)雜，進(jìn)而大幅增加駕駛的安全隱患。因此，汽車軟件融合勢在必行。通過軟件融合，可以提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性，提升車輛的功能性，為未來的自動駕駛、車輛控制和安全性提供強(qiáng)有力的支持。

二、軟件融合的關(guān)鍵技術(shù)

1. 傳感器融合

   傳感器融合是指將來自不同傳感器的數(shù)據(jù)整合在一起，以獲得更為精準(zhǔn)和全面的信息。這種技術(shù)的應(yīng)用提高了車輛的功能性，為自動駕駛、車輛控制和安全性提供了支持。NIRA Dynamics作為傳感器融合軟件行業(yè)的佼佼者，通過先進(jìn)的傳感器融合技術(shù)，實現(xiàn)了對現(xiàn)有傳感器的高效利用，降低了生產(chǎn)成本，并提供了多種新穎的安全和性能增強(qiáng)功能。

2. SOA軟件架構(gòu)

   SOA（面向服務(wù)的架構(gòu)）是一種軟件架構(gòu)模型，它將應(yīng)用程序的不同功能單元（稱為服務(wù)）通過這些服務(wù)之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來。SOA軟件架構(gòu)使得開發(fā)人員能夠獨立于底層硬件進(jìn)行上層軟件的開發(fā)，提高了軟件的可復(fù)用性和可擴(kuò)展性。智能汽車SOA軟件架構(gòu)從上而下分別為應(yīng)用軟件、功能軟件、中間件、底層操作系統(tǒng)、車載芯片軟件（BSP）、虛擬機(jī)（Hypervisor）與芯片。

3. 中間件技術(shù)

   中間件是連接上層應(yīng)用和底層硬件的橋梁，它提供了數(shù)據(jù)通信、資源管理、安全控制等功能。隨著汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展，對ECU的通信速率與計算能力提出了更高的要求。目前市場上主流的中間件方案為AUTOSAR，包括Classic AUTOSAR（CP）和Adaptive AUTOSAR（AP）。此外，還有基于機(jī)器人軟件中間件打造的ROS（2.0）中間件方案。

4. 車載操作系統(tǒng)

   車載操作系統(tǒng)是汽車軟件的核心要素之一，它負(fù)責(zé)管理硬件資源、提供用戶接口、運行應(yīng)用程序等。隨著域融合方案的發(fā)展，域操作系統(tǒng)正在逐漸形成，傳統(tǒng)操作系統(tǒng)正由獨立的多個操作系統(tǒng)向少數(shù)/一個操作系統(tǒng)發(fā)展。目前，智能座艙底層操作系統(tǒng)主要由QNX、Linux、Android組成，自動駕駛領(lǐng)域中的操作系統(tǒng)則更多地使用了Linux。

三、軟件融合的應(yīng)用場景

1. 車輛融合

   車輛融合是利用新一代的電子電氣架構(gòu)解決方案，將車、路、云與用戶連為一體，打通硬件、軟件、功能場景，提升車輛行駛安全性、交通運行便捷性和用戶體驗。車輛融合的特征首先是車輛本身的跨域功能融合，傳統(tǒng)的分布式架構(gòu)中，獨立的ECU之間信息交互鏈路復(fù)雜、效率低且算力低下，無法滿足汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化所需要的信息共享和數(shù)據(jù)協(xié)同。因此，以整車計算平臺+區(qū)域控制器的區(qū)域化架構(gòu)方案，打破了功能域的范疇，實現(xiàn)了高度的數(shù)據(jù)通信和信息交互。

2. 車人融合

   車人融合體現(xiàn)在充分的人車交互上。汽車通過中央大腦（如VCP）分析用戶平時的駕駛習(xí)慣，根據(jù)用戶個性化特征配置車輛功能參數(shù)，傳遞指令到區(qū)域控制器（如ZECU），主動調(diào)整座椅位置和角度、自動設(shè)定最佳空調(diào)溫度等功能。這種主動交互的功能與模式豐富了用戶體驗。

3. 車路融合

   車路融合的核心在于能夠感知道路信息及車輛狀態(tài)。中央大腦可以同時接入路面信息、環(huán)境信息與云平臺相關(guān)數(shù)據(jù)，如實時氣象信息、交通路況信息、高精地圖等，進(jìn)而對數(shù)據(jù)整合、處理、建模、決策，最終實現(xiàn)對車輛狀態(tài)的控制調(diào)節(jié)。例如，車輛行駛前方遇到坑洼地和減速帶等造成振動時，車端傳感器自動采集處理信號，傳輸云端建模運算，根據(jù)車輛狀態(tài)和振動幅度完成懸架自適應(yīng)軟硬調(diào)整，確保駕乘舒適性。

四、軟件融合的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

1. 挑戰(zhàn)

   • 成本控制：隨著軟件規(guī)模的增加，如何在小規(guī)模的硬件平臺去分?jǐn)傔@么大規(guī)模的軟件投入成為了一個重大的挑戰(zhàn)。
   • 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化：基礎(chǔ)軟件和中間件需要標(biāo)準(zhǔn)化，以構(gòu)建成樂高式的基礎(chǔ)軟件模塊，便于不同廠商之間進(jìn)行拼裝和生態(tài)合作。
   • 信息安全：特別是用戶的隱私信息安全需要單獨研究，在我國汽車出口量逐漸提升的過程中，這將有助于我國汽車產(chǎn)品的全球化推廣。

2. 機(jī)遇

   • 創(chuàng)新空間：軟件融合為汽車制造商提供了更大的創(chuàng)新空間，可以通過優(yōu)化現(xiàn)有傳感器、提供多種新穎的安全和性能增強(qiáng)功能等方式提升車輛的整體表現(xiàn)。
   • 生態(tài)合作：面對更加大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模和更加開放的創(chuàng)新環(huán)境，從車企到主要的Tier 1都需要用生態(tài)力量去定義應(yīng)用，才能在汽車環(huán)境中找到核心的價值。
   • 政策支持：政策引導(dǎo)下，行業(yè)聯(lián)盟的價值日漸凸顯。政府層面的支持和引導(dǎo)將促進(jìn)AI、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)在智車軟件中的深度融合，推動軟硬件協(xié)同發(fā)展。

五、軟件融合的未來發(fā)展趨勢

1. 技術(shù)迭代

   隨著AI和大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷進(jìn)步，傳感器融合技術(shù)將繼續(xù)在汽車行業(yè)發(fā)揮重要作用。NIRA Dynamics等領(lǐng)先企業(yè)將持續(xù)推動傳感器融合軟件的創(chuàng)新，為汽車制造商提供更強(qiáng)大的解決方案。

2. 生態(tài)構(gòu)建

   構(gòu)建開放共享的汽車軟件生態(tài)是未來的重要趨勢。行業(yè)應(yīng)聯(lián)合起來建立自動駕駛場景庫、制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)注信息安全等，為自動駕駛提供更好的法律支撐和技術(shù)支持。

3. 用戶體驗

   軟件融合將進(jìn)一步提升用戶體驗。通過優(yōu)化現(xiàn)有傳感器、提供智能的駕駛體驗、簡潔的操作界面等方式，用戶可以快速獲取所需信息，增強(qiáng)駕駛的安全性和樂趣。

4. 全球化推廣

   隨著中國汽車出口量的提升，軟件融合技術(shù)將有助于我國汽車產(chǎn)品的全球化推廣。特別是在信息安全和隱私保護(hù)方面，需要更加關(guān)注國際標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的要求。

六、結(jié)論

汽車軟件融合是汽車產(chǎn)業(yè)智能化、網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展的重要趨勢。通過傳感器融合、SOA軟件架構(gòu)、中間件技術(shù)、車載操作系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)車輛融合、車人融合和車路融合等應(yīng)用場景。然而，軟件融合也面臨著成本控制、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、信息安全等挑戰(zhàn)。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和政策的支持引導(dǎo)，軟件融合將進(jìn)一步提升用戶體驗、推動生態(tài)構(gòu)建和全球化推廣。汽車制造商和供應(yīng)商需要抓住這一機(jī)遇，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和生態(tài)合作，共同推動汽車產(chǎn)業(yè)的智能化升級。