中央计算平台「上车」加速

随着英伟达、高通宣布在2024年开始陆续交付中央计算平台，Tier1正在跨域联合，以寻求在新的行业周期获得先发优势。本月初，韩国LG电子宣布与高通达成合作协议，在原有座舱计算平台基础上，进一步拓展至智能驾驶领域。而在此之前，LG已经与麦格纳达成合作，推动下一代自动驾驶与信息娱乐跨域集成解决方案（中央计算平台）的预研开发。目前，行业内一致的看法是，将过去在不同域（比如，座舱与智驾）功能转移到集中的计算平台，可以更容易地进行整车OTA，以及灵活部署新功能。同时，基于通用操作系统、高效安全的虚拟化技术和基础软件平台，将所有应用程序从硬件中抽象。

比如，理想汽车自动驾驶副总裁郎咸朋表示，DRIVE Thor具有许多重要的新特性和功能，如高性能计算和AI，并能够支持新的高性能推理引擎、多域隔离和NVLink-C2C技术。「我们的系统开发也将从现在的DRIVE Orin无缝过渡到DRIVE Thor」。这意味着，后续任何供应商或者车企自主开发的新功能，都可以实现快速上车。相比而言，目前的分布式域架构只是完成了域内的集成和软硬件初步解耦。同时，监管机构正在推动信息及网络安全系统上车，中央计算平台架构可以实现整体成本的最优化。就在今年初，大众集团对外透露，第一款基于PPE平台的新车将是新一代保时捷Macan，预计于2024年推出。大众汽车Cariad软件公司负责人Dirk Hilgenberg表示，随着两家公司扩大合作关系，集团正计划在改款的MEB Plus电动平台以及高端PPE平台上率先启用高通中央计算芯片。按照该公司的说法，支持单芯片多域（包括辅助驾驶、智能座舱等功能）计算能力芯片，可以减少单车搭载芯片的数量（尤其是周边配套芯片数量的减少，可以降低供应链风险）。按照高通公司披露的信息，大众集团的大部分主流车型将使用Ride Flex芯片支持中央计算架构。而相应的供应链配套，也在完善。比如，最为关键的高性能安全MCU。

比如，作为目前智驾及车控安全域MCU的主要供应商，英飞凌已经发布下一代高性能AURIX™ TC4x系列，满足中央计算+区域控制的新需求。尤其是对虚拟化的支持，TC4x系列允许在单个MCU上并行执行多个操作系统和AUTOSAR协议栈，同时增强了信息安全的车内互联。这意味着，中央计算+区域控制架构也将进入规模量产落地的关键起步期。大众集团的率先入局，意味着，这场跨域中央计算的市场先发战，已经打响。而该公司每年全球千万辆级别的新车交付能力，也在帮助中央计算平台的成本快速下降。目前，国内多个自主品牌（包括理想、小鹏、埃安、路特斯等）也已经正在开发全新一代中央计算E/E架构核心技术与车型。其中，车身区域控制器的加速上车，也为中央计算平台铺垫落地。按照高工智能汽车研究院的测算，30万元以上车型将是首批升级中央计算+区域控制的细分市场，2022年在这个价位区间的全年交付「智能驾驶+智能座舱同时标配」超过115万辆，到2025年有望突破350万辆规模。更多的供应商也已经开始发力。比如，映驰科技在去年正式发布了高性能计算群解决方案——X-Computing Grouplet（XCG），这是一款面向智能驾驶、智能中央计算控制、智能座舱等需求，多场景应用的解决方案。在硬件配置上，XCG Gen1（第一代产品）可以选择1-2片的征程5芯片，应对不同场景的智能驾驶和智能座舱应用；同时可选择不同的MPU、MCU，打造定制化的混合计算群平台。这一方案搭载映驰科技已经过量产和验证的高性能计算软件平台EMOS，保证确定性调度和确定性通讯，并深度适配Elektrobit和ETAS成熟的AUTOSAR平台，集成RTI DDS 通讯协议栈。此外，在今年CES展上，采埃孚推出多域功能版本的ProAI高性能计算平台，可以在不同的单板上支持基于域的ADAS、信息娱乐以及车身控制功能，并适配不同供应商的系统芯片以及并行多个操作系统。在整个计算平台性能方面，采埃孚将早期ProAI单域的计算能力提高到1500TOPS，比之前的单域高性能版本提高了50%。与此同时，功耗为每瓦5TOPS，并且可以实现单域软件栈的多域平移。目前，中央计算平台有两种形态，其一是域控制器级别的「集成」，在物理形态上通过类似刀片服务器的模式，将多个域控制器集中。其二是芯片级集成，类似高通Flex、英伟达Thor，基于超大算力SoC+虚拟化实现多系统的支持。其中，刀片服务器模式，在不增加计算硬件成本的基础上，可以缩短整车线缆的数量，简化了布线、存储和维护，并且在降本的同时大幅降低连接故障所带来的隐患；此外，还可以减少耗电、改进电源管理，进一步优化能耗。而芯片级集成，意味着行业的整合。由于整个车辆电气/电子（E/E）架构正在从分布式过程走向域集中，进而走向中央计算的进程，可以实现软件的不断扩展、持续创新、丰富场景、迭代升级。其中，硬件层面，将对域控制器制造商提出更高要求。有消息称，此前借由座舱域控制器、车身域控制器、底盘域控制器以及智驾域控制器进入汽车赛道的传统消费类电子代工大厂，正在加快技术投入，全面进军中央计算平台赛道。而在软件层面，操作系统和中间件供应商将持续受益。比如，中兴通讯依托在ICT领域积累的核心优势和经验，打造高实时、高确定和高安全性的汽车操作系统解决方案。通过微内核操作系统(RTOS)、安全Linux(Safety Linux)、虚拟化容器(Hypervisor)三大产品灵活组合，形成了可支撑智能车控、智能驾驶、智能座舱的技术方案。目前，中兴通讯汽车操作系统微内核产品已经获得了ISO 26262 ASIL-D级汽车功能安全产品认证证书。同时，与多家车厂及Tier1达成战略合作，联合推动汽车操作系统、芯片、基础软件的自主核心能力建设。此外，安全Linux（Safety Linux）是中兴通讯的另一个特色解决方案，通过继承Linux丰富的开源生态，基于开源、功能强大的Linux宏内核，重点增强其安全性和实时性，以功能安全级别ASIL-B为目标。Safety Linux内核提供内存锁定功能，以避免在实时处理中存储页面被换出，同时通过实时调度算法减少任务上下文的切换时间，从而满足任务的时限要求。另外，Safety Linux通过开源实时性RT补丁，支持抢占、自旋锁主动释放、资源分区、任务可配置优先级、任务排他性绑核运行、无中断干扰、智能迁移等特性，增强实时调度能力。目前来看，中兴通讯推出的基于微内核和Safety Linux的双内核智能驾驶操作系统解决方案，可完整兼顾智能驾驶对功能安全和丰富应用生态两方面要求，同时也符合从域集中到中央计算的市场刚需。在东软睿驰总经理曹斌看来，智能驾驶汽车发展的整体趋势一定是“先硬件后软件”，硬件是实现功能的基础和保障。但硬件发展到一定程度后，OEM就需要通过软件对标准化硬件进行定义和调用，从而实现汽车产品之间的差异化。“若想真正在汽车上落地SOA软件架构，基础软件至关重要。”华玉通软联合创始人兼CEO钟绍宸表示，主机厂实现软件的快速集成和迭代，需要一个可扩展、可复用的软件架构。“未来几年将是整个汽车行业向软件定义转型升级的关键时期。”同时，在“软件定义汽车”的模式下，汽车硬件体系将逐渐趋于一致，车辆核心价值开始从“造型与工程设计+动力总成+底盘+电子电气”转变成“标准化硬件+软件+服务”。采埃孚高级副总裁Dr. Dirk Walliser表示，除了底层操作系统，中间件也是未来软件定义汽车的基础，基于软硬解耦开发的大背景下，好的中间件平台可以加速开发过程，并降低复杂性，最终支持整车生命周期内的功能更新。

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