汽車電子正逐漸成為軟件定義的系統(tǒng)...

回顧過去的五十年，包括所有的機(jī)械，機(jī)電和電子系統(tǒng)在內(nèi)，汽車一直是批量生產(chǎn)中最復(fù)雜的產(chǎn)品。在這個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)，電子系統(tǒng)已經(jīng)增加和/或替換了機(jī)械和機(jī)電系統(tǒng)，并且還有更多。

這意味著汽車的電子系統(tǒng)遲早會(huì)成為批量生產(chǎn)中最復(fù)雜的電子設(shè)備，并且可能已經(jīng)達(dá)到了這種區(qū)別。是的，飛機(jī)可能具有更多的零件復(fù)雜性，而超級(jí)計(jì)算機(jī)可能具有更多的電子復(fù)雜性，但是它們的年產(chǎn)量卻沒有幾千萬。

汽車電子產(chǎn)品已迅速增加了所有汽車中的軟件內(nèi)容，有的比其他更多。有許多文章聲稱，一輛先進(jìn)的汽車擁有超過1億行軟件代碼。我還沒有看到1億美元數(shù)字的詳細(xì)分類，如果有人擁有這樣的數(shù)據(jù)，那將非常有用。毫無疑問，隨著高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS），連接性，網(wǎng)絡(luò)安全性，自動(dòng)駕駛和其他功能的擴(kuò)展，汽車電子和軟件的內(nèi)容將在未來顯著增長(zhǎng)。

在戰(zhàn)略問題，軟件領(lǐng)域，關(guān)鍵技術(shù)和其他重要問題方面，我沒有太多討論汽車軟件的故事。本專欄將探討這些差異，并提供有關(guān)當(dāng)前汽車軟件行業(yè)的觀點(diǎn)。硬件和軟件之間存在非常重要的差異，這些差異會(huì)影響汽車軟件的成功開發(fā)方式。

在過去的二十年中，汽車軟件取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。在1990年代，汽車軟件主要是控制駕駛電子設(shè)備和簡(jiǎn)單娛樂系統(tǒng)的嵌入式軟件。這些系統(tǒng)的軟件復(fù)雜性不斷提高，但是很少（如果有的話）嵌入式系統(tǒng)的代碼大小在100萬行范圍內(nèi)。汽車OEM及其一級(jí)供應(yīng)商自行開發(fā)了這些嵌入式系統(tǒng)。

這種情況在1990年代后期發(fā)生了變化，當(dāng)時(shí)信息娛樂和嵌入式導(dǎo)航系統(tǒng)的功能和特性不斷增長(zhǎng)，需要操作系統(tǒng)（OS）來管理軟件的復(fù)雜性。該操作系統(tǒng)將高技術(shù)產(chǎn)業(yè)帶入了汽車軟件，包括QNX，Green Hills，Wind River，Microsoft等。在過去的十年中，諸如Linux之類的開源軟件在汽車軟件中也變得越來越重要。

1  創(chuàng)建-制造-營(yíng)銷-使用 概念

下圖顯示了汽車硬件和軟件之間的差異。但是該圖的結(jié)構(gòu)需要一些背景和解釋。該圖顯示了可用于任何類型的產(chǎn)品或行業(yè)的四個(gè)階段。“創(chuàng)建”階段是產(chǎn)品的研發(fā)和設(shè)計(jì)。“制造”階段是產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括所有零件的成本，制造成本和供應(yīng)鏈。第三階段是產(chǎn)品的“營(yíng)銷”，包括廣告，銷售和分銷渠道，從本質(zhì)上講，是將產(chǎn)品提供給客戶的所有活動(dòng)和成本。第四階段是客戶的“使用”階段，對(duì)于汽車行業(yè)來說這是很長(zhǎng)的時(shí)間。

創(chuàng)建市場(chǎng)的概念是我在德州儀器（TI）期間學(xué)到的，因?yàn)樗?970年代和1980年代被大量使用。在IHS Markit工作時(shí)，我添加了使用階段。我利用報(bào)告和/或演示文稿中這四個(gè)階段的見解作為分析許多汽車細(xì)分市場(chǎng)的工具，包括軟件，電池電動(dòng)汽車（BEV），3D打印等。

該圖集中于硬件和軟件四個(gè)階段中每個(gè)階段的個(gè)人重要性。但也有關(guān)于硬件和軟件如何影響汽車在每個(gè)階段的成功的評(píng)論。


（圖* 來源：Egil Juliussen）

2  硬件階段

圖的頂部顯示了汽車硬件四個(gè)階段的關(guān)鍵特性。硬件“創(chuàng)建”階段確定了電子功能集，并且其知名度不斷提高。芯片行業(yè)提供了最重要的硬件部件，并且還有更多。硬件生態(tài)系統(tǒng)變得越來越重要，它包括所有開發(fā)系統(tǒng)和其他硬件設(shè)計(jì)工具。汽車電子中使用的處理器平臺(tái)周圍的生態(tài)系統(tǒng)也變得越來越重要。硬件“創(chuàng)建”階段的成本以數(shù)百萬或數(shù)千萬美元計(jì)，但由于產(chǎn)量為數(shù)十萬個(gè)單位，因此每輛車的成本較低。

由于所有硬件電子零件的成本或材料清單（BOM）的成本，“制造”階段是最昂貴的階段。管理硬件供應(yīng)鏈，制造設(shè)備，人員成本等也要付出成本。總體而言，電子硬件成本僅占汽車總成本的一小部分，但即使單個(gè)電子零件的成本下降，該成本仍在增加。所有電子硬件系統(tǒng)的典型成本在3,000美元到8,000美元之間，而豪華車的價(jià)格更高。

硬件的“市場(chǎng)”階段因組件和系統(tǒng)類型而異。在大多數(shù)情況下，硬件市場(chǎng)階段是通過一級(jí)供應(yīng)商進(jìn)行的，成為汽車電子系統(tǒng)的一部分。

硬件功能也對(duì)汽車銷售產(chǎn)生越來越大的影響。這種間接影響來自硬件功能創(chuàng)建的所有理想功能。未來將流行的新興功能包括ADAS，網(wǎng)絡(luò)安全硬件，可升級(jí)硬件和自動(dòng)駕駛功能。

汽車使用階段通常持續(xù)10到15年，有時(shí)甚至更長(zhǎng)。如此長(zhǎng)的使用壽命要求出色的硬件可靠性，以限制OEM和供應(yīng)商的保修和召回成本。售后供應(yīng)商也擁有最大的機(jī)會(huì)，即在“使用”階段，尤其是在保修期到期之后。由于需要新的電子硬件系統(tǒng)，大量的車禍也創(chuàng)造了重大機(jī)遇。

3  軟件階段

圖的底部顯示了汽車軟件四個(gè)階段的關(guān)鍵特性。該軟件是純數(shù)字的，其特性與硬件完全不同。但是，軟件當(dāng)然完全取決于其關(guān)聯(lián)的硬件。

“創(chuàng)建”階段是軟件最困難的部分，通常是軟件業(yè)務(wù)最昂貴的階段。大型軟件項(xiàng)目的開發(fā)時(shí)間很長(zhǎng)，其中包括難以進(jìn)行測(cè)試的程序，無法糾正經(jīng)濟(jì)上可行的錯(cuò)誤。任何大型軟件平臺(tái)都永遠(yuǎn)不會(huì)存在錯(cuò)誤，并且在軟件的整個(gè)生命周期中都會(huì)發(fā)現(xiàn)新的錯(cuò)誤。對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的需求實(shí)質(zhì)上在完成的代碼中創(chuàng)建了新的一類軟件錯(cuò)誤-網(wǎng)絡(luò)安全漏洞，黑客可以出于各種負(fù)面用途滲透這些漏洞。由于大多數(shù)汽車程序員不是網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)專家，因此他們不知道如何避免容易受到黑客攻擊的代碼序列。

軟件“創(chuàng)建”階段還需要非常強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)來開發(fā)新程序并測(cè)試所得的軟件。汽車工業(yè)取得了良好的進(jìn)展，并且正在利用或使用開源軟件開發(fā)系統(tǒng)。

“制造”階段通常是最便宜的階段，因?yàn)檐浖梢詮脑谟布到y(tǒng)上運(yùn)行免費(fèi)獲得。有一些軟件使用費(fèi)支付，但通常只是硬件零件成本的一小部分。軟件的“制造”階段實(shí)際上是將程序加載到汽車的電子系統(tǒng)中。何時(shí)以及如何將軟件加載到電子系統(tǒng)中也具有靈活性。

軟件的“市場(chǎng)”階段因細(xì)分市場(chǎng)和系統(tǒng)類型而異。在大多數(shù)情況下，軟件“市場(chǎng)”階段還需要經(jīng)過一級(jí)供應(yīng)商才能成為汽車電子系統(tǒng)的一部分。

軟件功能也對(duì)汽車銷售產(chǎn)生越來越大的影響。這種間接影響是基于軟件實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面（HMI）或功能可用性的程度。軟件可用性影響涉及所有不斷增長(zhǎng)的功能-互聯(lián)汽車功能，OTA升級(jí)，功能升級(jí)，ADAS和未來的自動(dòng)駕駛功能。軟件可用性差將對(duì)汽車產(chǎn)生負(fù)面評(píng)價(jià)，并降低未來的銷售潛力。這種負(fù)面趨勢(shì)一直是高級(jí)信息娛樂系統(tǒng)的問題，并且是蘋果和谷歌最近在信息娛樂-智能手機(jī)集成系統(tǒng)中取得成功的原因之一。

汽車的“使用”階段通常持續(xù)10到15年，在許多國(guó)家有時(shí)會(huì)更長(zhǎng)。如此長(zhǎng)的使用壽命將需要修復(fù)許多軟件錯(cuò)誤。為了限制OEM和軟件供應(yīng)商的保修和召回成本，需要OTA降低修復(fù)和更新軟件錯(cuò)誤的成本。

在“使用”階段，軟件在軟件即服務(wù)（SaaS）和云軟件領(lǐng)域看到了巨大的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)?；赟aaS的網(wǎng)絡(luò)安全是非常有前途的機(jī)會(huì)。錯(cuò)誤修復(fù)OTA和功能軟件更新已被標(biāo)記為領(lǐng)先的使用階段機(jī)會(huì)。通過SaaS獲得的信息娛樂內(nèi)容也在不斷增長(zhǎng)。由于新的硬件系統(tǒng)需要新的軟件，車禍也創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。

總結(jié)

軟件的四個(gè)階段表明“創(chuàng)建”階段是最昂貴的階段，這表明解決方案是使用軟件平臺(tái)來降低開發(fā)成本并減少大型程序中的錯(cuò)誤數(shù)量。在高科技行業(yè)的一些幫助下，汽車行業(yè)已開始接受軟件平臺(tái)策略，但還需要更多。下一專欄將提供有關(guān)當(dāng)今汽車軟件平臺(tái)的觀點(diǎn)。

作者：Egil Juliussen
來源：https://www.eetasia.com/automotive-electronics-embrace-software-or-fall-behind/