工程师说 | 瑞萨电子汽车软件战略概述

在本篇文章中，您将了解瑞萨的下一代软件和虚拟开发环境，以帮助客户实现软件优先的左移。

从以硬件为中心到以软件为中心

当今汽车的价值正在从传统的汽车硬件，如行驶、转向和停止，转向C.A.S.E.（连接、自动、共享/服务和电气化）的四个大趋势。这意味着硬件以外的技术和服务的整合，如软件和云连接，正在取得进展，汽车的价值正在转移到提供前所未有的用户体验（UX）。换句话说，汽车行业的趋势，毫无疑问，在走向以软件为中心的时代，即汽车的价值由软件来定义。

汽车的这些变化也提高了汽车的价值。主要的汽车模型变化每隔几年就会发生一次。在以前，一辆汽车一经推出，在其生命周期内就不会再增加新的功能。因此，如果车主想获得汽车的新功能或更多价值，必须换成具有所需功能的新车。然而，在以软件为中心的未来，车主将能够持续使用最新的功能和用户体验，就像智能手机一样，而不需要更换新车。

软件优先和左移

如果想开发出适应汽车行业这些变化大趋势的车辆，并及时提供给市场，以及持续更新车辆价值，仅用传统的以硬件为中心的开发方法是很困难的。为了实现持续的价值输出，有必要改变为以软件为中心的开发。这方面的关键词是“软件优先”和“左移”。

软件优先并不意味着简单地先建立软件。软件优先的方法是在考虑具体的硬件配置和机制之前，首先思考你真正想创造什么，想为用户提供什么新的体验和价值，然后在此基础上定义应用和服务的产品规格。这种软件优先的方法使得创造新解决方案时，不受组成硬件（机械部件和E/E系统）的约束。

另一方面，“左移”意味着开发者在开发周期的早期就需要确定产品特征、差异化因素和质量。例如，过去开发人员需要使用实际的硬件来验证系统性能，而现在，他们可以通过虚拟环境（如模拟器）在使用硬件之前就对其进行评估。

虚拟环境可以大大改善硬件的局限性，如原型和测量环境，从而确保评价的全面性，这在实际硬件环境中是不可能的。这种改进的全面性使每个过程的输出更加准确，并减少了由于返工造成的损失。通过追求这种左移，产品的开发时间可以大大缩短。

图1：软件优先和左移

瑞萨的目标是集成虚拟开发环境和DevOps解决方案

为了应对汽车系统开发方式向软件为中心的转变，我们从2022年开始提供一个新的集成虚拟开发环境，以帮助我们的Tier-1客户、汽车制造商和汽车ECU开发商实现软件优先/左移。瑞萨不仅提供SoC和MCU，还提供传感器、电源控制、电机控制和其他各种构建汽车E/E系统所需的半导体产品。

为了确保向客户提供如此全面的瑞萨器件产品系列的优势，除了传统的单一器件的开发工具外，还必须有支持整个汽车ECU和E/E系统开发的软件和开发环境。这种集成的虚拟开发环境提供了使用我们的可扩展设备产品进行产品开发所需的软件和开发环境，而无需考虑设备类型或应用类型（AD/ADAS，车载网关等）。这使客户能够在无法使用硬件（设备、PCBs、ECU）的早期阶段，为他们想要实现的功能开发优化的系统级应用。

我们还致力于创建一个开发和运营（DevOps）环境，这是一个软件优先、左移的理想解决方案。这种DevOps解决方案由云端虚拟环境和边缘的真实环境组成，如客户的开发现场或最终用户的汽车。DevOps解决方案的基本思想是在云端的虚拟开发环境中重现边缘真实环境中的设备、软件和开发环境的使用情况，确定改进和客户对新功能的需求，尽快开发下一个解决方案或产品。

在云端建立一个虚拟开发环境是实现这种DevOps解决方案的重要的第一步。

图2：云端虚拟环境和DevOps解决方案

用于系统开发的多设备软件和虚拟开发环境

为了实现这些集成的虚拟开发环境和DevOps解决方案，瑞萨从2022年开始已经推出多个解决方案。其中之一是2022年9月宣布的无硬件的ECU级软件开发集成开发环境。

实现这种系统级综合虚拟开发环境的关键词是“多设备”。在传统的E/E架构中，ECU是为每个应用准备的，如电机控制和发动机控制，并分布在整个车辆上。然而，在未来，集中式和区域式架构预计将成为E/E架构的主流。在这些未来的架构中，控制域和区的ECU将需要进行非常复杂和精密的处理。这就是为什么一个ECU中集成多个SoC和MCU。

图3：E/E架构的演变

为了支持多设备配置ECU的开发，瑞萨将从2022年开始提供多设备的协同模拟环境和多设备的分布式处理软件。这使开发者能够模拟多个设备的合作行为，从而将应用功能划分到多个设备中，并将必要的功能最佳地分配给设备中的CPU和硬件IP，使硬件性能最大化。

图4：多设备的协同模拟环境

图5：多个设备的分布式处理软件

云端AI开发环境

作为实现DevOps解决方案的第一步，我们已经开始在云端提供开发环境。2022年3月与Fixstars共同开发R-Car的[GENESIS for R-Car]云评估环境。使用GENESIS for R-Car，用户可以轻松地使用各种CNN网络算法检查R-Car V3H的人工智能处理性能，而无需准备专用硬件，如评估板或开发环境。此外，用户还可以通过云端远程操作和评估服务器上连接的实际设备。

对于人工智能的开发，一套用于优化AD/ADAS到R-Car SoC的人工智能软件的工具，也是与Fixstars合作，已从2022年12月开始提供。

这些工具将人工智能处理中使用的网络模型优化到R-Car硬件上。此外，通过为人工智能处理软件提供高速模拟环境，我们在系统层面上支持客户的应用开发。

最后

本文介绍的软件和虚拟开发环境是实现我们综合系统级虚拟开发环境目标的第一步。今年，我们计划发布一系列新产品，以扩大我们的解决方案阵容。我们将持续在公众号与官网发布新品介绍，欢迎继续关注瑞萨的集成虚拟开发环境的发展。

关于本文中介绍的各个软件和开发环境的更多信息，您可点击下图查看：

更多往期内容欢迎查看：

● 瑞萨电子AD/ADAS战略概述

●瑞萨电子xEV战略概述

●瑞萨电子E/E架构战略概述

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瑞萨电子 (TSE: 6723)

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