上汽乘用车电子电器部总监张海涛：智能互联汽车究竟需要怎样的电子电器架构？

上汽乘用车电子电器部总监 张海涛

尊敬的主办方以及各位来宾，我客套话少说，首先非常荣幸，今天到现在也听了很多真知灼见，考虑到下面有很多报告，我实际上压力也有点大。 

首先把报告非常紧凑的给大家汇报一下，我这个题目主要是讲电子电器平台，因为跟我的工作关系比较大。简单说一下我们有三个职能，最传统的一个是管零件，主机厂肯定管零件，一直到车舒适系统还有仪表，包括现在的车联网，还有辅助驾驶系统这些零件其实都在我们这个部门，这是我们第一个职能。第二个是产品设计职能，上述这些零件我们最近几年也是采取了两条腿走路的策略，会自己做一部分的主导设计，来支撑我们新产品开发，还有供应链的安全。第三部分实际上我们也做了10年，就是系统架构的工作。为什么我重点讲一下系统架构呢？实际上是汽车整车软硬一体的设计，这个设计实际上跟软件、芯片的关系都相对比较大，而且这个设计一般来说不是整车厂的话大家很少有机会能了解。所以我也希望今天的分享能够给大家带来更多的更好的建议。 

那么基本上我这个汇报两部分：第一部分是结合我们现有的现状来讲一讲我们基本的一些方法；第二个就是我们下一代针对智能网联的一些思考。第一部分是我们最近产品的演变，大家注意我们荣威550、E50是比较老的产品了，以及9月份要交给用户的MARVELX，我们产销量从18万到去年的52万，今年我们基本上是挑战83万，明年我们也希望能够跟上友商，能够进入到100万的行列。这是我们的一个大的背景。

我们为什么能够在连续的4年时间投放复杂度非常高的整车产品，跟架构开发还有零部件架构开发关系是非常大的。首先是一下零部件，很多人跟我聊国产芯片怎么看？实际上国产芯片使用早就有突破了，包括国产的操作系统，实际上昨天来成都也是到合作伙伴这边来开会的，我们这两年实际上在陆续的铺上上线批产，而且这些开发往往都是我们跟一级供应商，跟方案的合作伙伴还有设计队伍一起来协作达到的这个目标。

架构实际上是保障整体的解耦，别人在解耦的前提下对市场进行有效支持的这么一个内容。这是架构设计的本质，一个是要解藕耦合，还有一个是在这个基础上有效实现。这几年产品陆续开发和目前的架构它的成熟度关系是非常大的，可能大家都不了解，我们最近这四年部门从170到现在接近400人，整个队伍非常的年轻，没有必要的技术平台和管理平台来进行支撑的话，能够按时保质的来进行产品投放是不可能的。所以说借这个背景跟大家分享一下系统架构平台一个概念化。

开发流程我这里不多讲，这是非常典型的瀑布模型，第一部分要分成架构和工程开发，再进行子系统和相关的详细设计。最底层相当于我们通过和合作伙伴和自主团队来进行详细的落地设计开发。右侧基本上跟它对应的验证、集成再验证的关系，它的融合在目前压力上实际上我们已经初步做了一些融合，这是开发流程。 

分析方法非常的有意思，这个分析方法是我们十几年前请一个全球知名的行业的系统供应商帮我们做的系统分析方法。当时我们也是误打误撞，后来我们也感觉到，因为行业它属于交通工具的高端，而且它又不断的在发展，它很难靠沿用、更改，它必须要经常面对这种跳跃性换代的设计，所以它的设计方法是比较过硬的。那么我们的分析方法实际上就是分为三个视角。 

第一个称之为操作视角，实际上这个方法跟这个比较经典的计算机软件开发的方法是比较类似的，但是它是用在交通工具上的嵌入系统，有细节上的差异。第一个是做交互设计，这个大家非常熟悉，关键用户有多少场景，有哪些交互的行为要进行描述定义。

第二个视角我们叫功能分析视角，也就是说结合前面的这些需求，交互需求怎么样来进行功能块的设计。这个实际上也是比较常见的，一个通用的方法。 

第三个实际上就是说后面我也会提到，跟架构设计，组织架构分析。实现了需求的功能，如果落实到一个整车上你就要考虑非常多的因素，你比如说它这个市场配置到底是什么组合关系，这个非常重要，因为它决定了界面和接口的不同，而界面和接口往往是我们在集成生产制造中最容易出错的一个环节。包括这个安装，因为不管是制造、试制，甚至我们还有维修，最复杂的还有报废，像我们的气囊系统必须是有管理的工具来进行相应的报废前的操作。包括大家还有很熟悉的系统功能安全分析，还有现在比较重要的信息安全分析。第三个视角架构视角跟汽车行业关系是比较大的。 

在分析的时候我们有几个基本的要素，实际上这个系统的要素基本上分成五大部分，上面这个部分它更多的是像机械视角，像我们这个线数的布置、电源的分配，这个是比较传统的，现在实际上面临的挑战也非常大，因为这个线实在太多了，我们车身上很多结构的捆位已经很难无限制的去开，还有电路性能问题越来越多，高频的器件发射越来越严重了。 

第二个电源分配实际上涉及到功耗的问题，这么多高算率放上去，它的发热等等都是难题，如果只是改一辆或者小批量的高性能计算平台或许还可以想很多办法，但你要大批量制造这些问题都必须整体去考虑解决。再往下面大家实际上比较熟悉的总线通讯协议，还有功能开发以及计算平台基本上就这几个方面的内容。 

然后这边我也简单介绍一下我们在进行架构分析的时候，第一个做需求列表，第二个建立目标。所以你看所有的列表都是会转化成我们的技术规范，根据我们的技术规范库的导入设计我们会进行逻辑模型的设计，这是逻辑模型。逻辑模型导出来信号列表再进行物理的设计，有很多连接器包括线束的设计。硬件架构再进行设计，最后这是我们整个架构往拓扑设置，什么是一个好的架构？它是各方面能够平衡好，把设计都能平衡好的就是一个好的架构。

目标实际上，因为前面是一个相当于计算机辅助的一个建模这么一个过程，会有很多的辅助分析，比如说我们常见的这些连接关系，这个东西实际上跟PCP特别像，里面可以多接一，还有实续，可以做算法的二次开发。因为我们做了十几年，在大量的项目上我们有很多的经验教训，还有最佳实践，这是我们脚本的一个依据吧。在这个过程中我们最终会拉表进行一个选型计算，选型计算实际上我们一方面是计算资源，因为它这个比较偏重于物理层，重量的成本功耗这个肯定毫无疑问的，这决定了你的待机时间，总带宽决定了计算机升级的潜力，这实际上更多是一些约束。同时还有一个跟它相对应的就是带宽，下面说为什么我们能够很快很好的推进新的车型，很大程度上说我们的带宽是够的，每次都严格计算和评审以及集成测试，这是我们目前的一个情况。 

当然我们也可以说现在的不足，现在也在车上集成了不少智能网联的配置，不足是非常明显的。一个是总带宽是不够的，第二个车上变种特别多，变种管理成本非常高，所以有时候复杂零部件，增加一个零部件它的综合成本就会增加10%。第三个是目前很多处理器的算力也不太够，大量的软件冗余，还有多版本的机械，实际上对CPU的要求也越来越高。最后还有一个就是再进一步的去面向更高级的，目前这个架构是无解的一个问题和挑战。最后是公共安全和信息安全并没有充分的体现在我们架构。

这是我们目前的起点。对于下一代的开发从去年开始也在同步的进行，主要的初衷还是说立足于我们目前架构的不足以及对后续发展的预测，做一个可以量产的典型架构平台。

行业趋势我就不多说了，因为现在汽车“新四化”几乎是家喻户晓的。用户场景我也不多说了，基本上是停在那里可以有很多远程的互动，它有一些短距离的驾驶，然后开到人的上车点，然后中间有一些辅助驾驶和自动驾驶，最后实际上又回到停车场进行一个远程的互动，前面这个各位专家说得比我的更形象。这是我们的场景图，这个场景图为什么把它黏下来？是因为前面一个标准的场景图，所有的设计要设计要在这个场景下都过一遍，这个我就直接照搬过来的。 

驱动需求实际上我简单的快速说一下，一个是自动驾驶互通互联，第二个是数据的吞吐，特别是现在这种视频，还有这种相对来说比较大的实施数据。还有高性能计算，就前面说的计算平台，空中服务，面向空中的这个空中的交互协议，刷新、云计算，最后是公共安全和信息安全，这是我们现在技术驱动基本的一些需要提高的方面。最后是可重构设计，主要是标准化的平台还有软件操作系统，这是驱动需求。

这个图实际上也是说明了我们现在这个行业内电器架构的演进，我们目前实际上已经跳出来这个分布式的架构，正在向集中的架构进行演进，这也是我们目前新架构的一个定位方向。上面的集中式的车云计算，这个还是一个愿景。我们目前在新的架构里面，其实新的架构里面它的软件架构实际上是非常的关键，它更多体现的是一种软件驱动，是面向服务，它更多向移动终端的软件架构，实际上从目前看这是我们目前的这个软件架构，每个控制器里面是有应用软件还有一些基础服务，但是它会相对比较零散的塞在每个控制器里面。新架构里面的控制器会把它收集起来放到预收集器里面。大家有不同的认知，但不应该把所有的东西都放进去，基本的服务和默认安全的东西还是要保障，可以把需要进行多样化、差异化高速迭代，有商业模式支撑的这些软件把它抽取到上面去，这样更好的跟云端去互动，这样的标话一般来说都是一些偏重于数据业务、自动驾驶还有交互类的这种功能。 

最后我们就简单总结一下，我们下一代架构从硬件定义向软件定义转型，实际上这个方向大家也反复提过，我想再提一下就是说它反过来会对偏底层的软硬件也会有更高的要求。

第二个是域集中的控制，不同的域会合并。还有车辆的信息安全和公共安全，云服务和云计算，最后是我们的合作模式，就是这个商业模式，就是协同模式的一个挑战。谢谢大家！