简要分析汽车架构困境的破局之道

汽车架构困境的破局之道

为了实现简化、融合、赋能这三个目标，我们从架构原理的角度也构建了三个设计理念。

首先是软硬件分离。根据安波福在汽车供应链摸爬滚打多年的经验，我们发现尤其在项目早期硬件研发的速度经常跟不上软件，所以软硬件分离非常重要，这样软件可以按照软件的发展速度去做迭代开发，硬件也可以相应跟着硬件的速度做开发。

想要实现软硬件分离必须有一个基础，那就是平台接口的标准化，需要足够通用。

举个例子，SVA 结构的主板上有一个 PCIE 接口，不同功能的子板可以方便地加上去，一些功能性的模块也可以进行迭代再后加进去。车辆的智能化升级不再需要把整车推翻重来，可以通过打补丁外接的方式进行迭代。

此外，实现软硬件的分离可以极大地提升开发者的创造力，正如前面我们提到的——他们无需再关心硬件使用的细节，可以真正地专注于各个不同领域的软件开发。

第二点是将输入/输出与计算设备分离。在传统架构中，每个ECU都集成了相应的软件，并且拥有计算能力。当我们需要增加新功能时，可能原有的输入/输出接口数量不足，也有可能计算能力不够，导致需要替换掉整个ECU，成本高且不说，操作起来也非常困难，有时甚至需要其他关联模块同步更新。

借助SVA标准化的硬件结构，我们将车身中各个传感器的信号统一标准，形成终端ECU。这种ECU不负责逻辑运算，只负责电源信号的分配和本地信号的转移，而计算能力统一集成到中央计算单元中。

这就好比始皇帝扫清六合、席卷八荒，消除了原先群雄割据的混乱局面，使得华夏大地书同文、车同轨，管理国家的效率大大提升。

第三，一旦实现了软硬分离，输入/输出与计算设备分离，整个中央计算平台就实现了“服务器化”，允许升级以及新的开发程序接入。这意味着，软件开发和硬件终端之间没有了密切联系，我们可以将各个硬件和软件做成一个标准化的服务平台与接口。

各个子系统及硬件的能力可以被抽象成“微服务”——开发者可以通过调用这些服务接口，去实现各式各样的新功能。

举例来说，设计一个“下雨自动关窗”的功能，开发者并不需要关心雨量传感器的特性，信号是什么格式，也不用去思考车窗控制器的特性，车窗本身有什么限制。

通过SVA，所有传感器和执行器的接口，都能够以微服务的形式提供给开发者，无需关心具体软硬件的特性，能够大大减少开发者开发新功能的工作量。

前面为大家介绍了SVA的设计目标和理念，其中很多都是抽象的概念，接下来我将具体介绍一下SVA的硬件结构。

首先可以看到位于车身中央的中央计算集群。它包括开放服务器式平台、动力与底盘控制器、车辆中央控制器以及区域控制器等。

开放服务器式平台负责车辆所有ADAS系统、用户体验以及感知融合相关的功能，并且不同的平台之间可以互相共享计算资源，互为备份。由于它们具备强大的计算能力。客户甚至第三方应用都可以在该平台上运行，拓展性极高。

位于车身前部的动力和底盘控制器，用于控制车辆横向和纵向功能，与车辆动力学息息相关。

而位于车身后部的车辆中央控制器。用来管理车辆电源模式、诊断通信、OTA、门锁以及门窗等车类控制相关的功能。

中间还有两条引人注目的红色线条，是一种新型的扁平化电源分配系统。在新能源车型上，它可以把电源和动力驱动系统之间连接起来，最高支持800V高压系统，不仅安全性能极好，更有利于自动化安装。

接下来可以看到安波福的通用电源和高速数据骨干网络，其中的各个ECU通过骨干网连接，可以轻易实现双环结构以形成冗余，提高整个系统的安全性和可靠性。

总的来说，所有以上骨干网和计算平台都位于车身中间的最安全的乘员舱位，哪怕遇到严重事故，这个区域也不会轻易受到损坏。对消费者来说，显而易见的好处有二：一是安全，关键的车身控制设备在发生事故时也不会失控；二是降低维修成本，事故发生后仅需更换低成本的传感器，整个最贵重的中央计算集群仍然受到车辆的保护。

最后，让我们来看一下区域控制器。之前提到输入/输出与计算设备分离，在硬件层面就需要依靠区域控制器来完成。

借助SVA的环形拓扑结构，我们能够将与车辆外围传感器和设备间的物理连接转移到区域控制器中，从而与域控制器中的计算设备分离开来。

打个比方，这种操作就像在电脑上加入了多个扩展坞（区域控制器），所有外围设备如键盘、鼠标、显示器等（车辆外围传感器）都可以通过扩展坞灵活地与电脑连接在一起，如此便能提高车辆的可扩展性，并有助于降低其物理复杂性。

了解完整个SVA的硬件结构，我们最终还是要回到一个最重要的问题：SVA都有什么好处？

对于我们的主机厂朋友，简单总结四个字：降本增效。对于消费者来说，他们可以享受到更好的移动出行体验。

下面，我想从汽车的生命周期的三个阶段分别讲讲为什么SVA是一个降本增效的利器。

在设计方面，过去各个ECU功能形态千差万别，相互集成在一起需要大量验证。引入SVA后，硬件可以实现标准化、模块化，仅需少量验证就开展重点功能和测试的开发工作，最多降低75%的系统集成和测试成本。同时，通过敏捷方法中使用的迭代开发技术，使软硬件开发完全独立，大幅降低了复杂程度，还缩短了上市时间。

在制造方面，SVA把分布在多个电子控制单元上的功能将汇聚到一组统一的域控制器中，省去了设计、安装和维护方面的棘手问题。最终，可以让线束的重量减轻了约20%，相应的空间占用也减少了25%。以线束安装为例，通过自动化布线安装，主机厂可以大大减少用工量并降低对熟练工人的需求，最高能够节省50%的劳动成本。

最后是车辆售后方面，主机厂可以通过SVA架构为车辆构建软件库，结合OTA的功能，实质性地免去了与车型年度改款相关软件的维护成本。同时，对于任何车辆发生的潜在的安全隐患和软件BUG，我们都可以通过OTA快速修复，避免问题进一步扩大，甚至防患于未然。

前面提到，过去车型的开发大多基于线性的开发流程，从概念设计、硬件开发、软件开发到最终的整体系统验证，很多工作要依赖于上一步工作的结果才能进行到下一步。而其中耗费时间最久的软件开发需要依赖于硬件达到一定成熟度才能进行，大大拖延产品开发时间。

因此，过去的造车模式始终是“一两年小改款，五六年大换代”。但是这种局面已经在近年来被打破。在安波福，我们通过提供一个标准的硬件能力接口和虚拟开发平台，开发软件可以不依赖于硬件的状态与特性，在概念确定之后就可以和硬件进行并行开发。

更进一步，部分功能软件甚至可以在产品定型后再进行开发。就像如今市面上以OTA为卖点的车型一样，很多功能可以在用户购车之后进行月度或年度更新，让消费者能够天天“开新车”。

汽车从诞生之日起经历了非常多的发展阶段，其内核“架构”也不例外。从一开始基于功能的分布式架构，到今天已经进入一个域控制器的时代，而一些领先的整车厂更是已经开始逐步探索区域控制架构。

未来，我们将进入一个完全由软件定义汽车的时代，这个时间点可能要到2025年之后。而在这之前整车厂必须未雨绸缪，在车辆架构方面抢先布局，或自力更生，或寻找一个能够帮助他们顺利迈向未来的合作伙伴。

作为一家专注汽车“大脑”和“神经系统”的创新企业，安波福从概念到产品有着非常成熟的经验，并且已经与多家主机厂共同创造了许多成功案例。

例如，我们是第一个将区域控制器成功量产的Tier 1企业，这将为整车客户带来实打实的效益，并且随着我们系统进一步的发展，区域控制器也会成为未来SVA的一部分，整个系统的架构在不断迭代中不断得到完善和升级。

在全球汽车智能化与电气化浪潮不断奔涌向前的时代，安波福的角色将迎来一轮巨大的升级。我们不再是一个提供整套的解决方案的零部件供应商，而是转化为一个为整车厂、汽车零部件企业以及互联网公司提供开放平台的科技创新企业。

我们决定改变玩法，把「黑盒」变成「白盒」，更侧重于提供基础软硬件平台和开发环境，并提供标准化的功能及服务接口来赋能我们的客户以及第三方合作伙伴。

想象一下，未来的汽车就像今天的手机一样，每个汽车都会有各自的App store。其中的应用可能来自于传统的零部件供应商，可能来自于客户自研，也可能来自于第三方。

这种全新的生态不仅能为整车厂解锁更多的模式，同时还能使生态链中的各个环节彼此协作，产生奇妙的化学反应，带来无限的想象空间。

未来，安波福将始终保持开放的心态，与生态系统中的各个合作伙伴共同探索和开拓智能汽车架构的终极奥义，激发未来移动出行的无限可能。

责任编辑：lq6