我們現(xiàn)在常聽人說車上的軟件代碼要奔著2-3億行的量級去，并且列舉軟件價值在車內(nèi)占比來形容“軟件定義汽車”。我們感覺這還是個不容易讓人產(chǎn)生概念的形容方式。

其實(shí)“軟件定義XX”這個樣式的短語一點(diǎn)都不稀奇。對于電子產(chǎn)品而言，軟件和硬件都必須同時存在——只是隨時代變遷，這兩者的角色在發(fā)生變化。我們認(rèn)為，軟件定義XX的本質(zhì)，是軟硬件逐步脫鉤、解耦合的過程，在任何提這個詞的領(lǐng)域皆如是。換句話說，應(yīng)該是將原本的硬件平臺、硬編碼的固件/ROM之能力，帶入軟件層——而該軟件層跑在標(biāo)準(zhǔn)化的硬件上，也就實(shí)現(xiàn)了軟件定義。

“軟件定義XX”最具說服力的例子就是手機(jī)從功能機(jī)向智能機(jī)的轉(zhuǎn)變。早期，手機(jī)的硬件和軟件是在產(chǎn)線上就做了捆綁的——除非手機(jī)在售出后遭遇重大BUG才考慮做軟件更新。當(dāng)年諾基亞手機(jī)的主芯片(CPU)就是這樣持續(xù)數(shù)代不換，依然無人置喙，與軟硬捆綁還是有很大的關(guān)系。汽車的情況又何嘗不是如此：想要汽車擁有新功能嗎?就再買輛新車吧!

如今，智能手機(jī)通過解耦軟硬件改變了這樣的模式，智能手機(jī)本身成為硬件平臺。手機(jī)制造商能夠打造定制的操作系統(tǒng)，并定期推送OTA更新;而更上層的應(yīng)用，則千變?nèi)f化，負(fù)責(zé)著大量功能的實(shí)現(xiàn)。

可以說智能手機(jī)本質(zhì)上就是一種“軟件定義手機(jī)”。至少在大方向上，它與“軟件定義汽車”“軟件定義網(wǎng)絡(luò)”“軟件定義測試測量”是一樣的。

而軟件定義XX，本身就是一個類型的設(shè)備在電子化、數(shù)字化過程中發(fā)展到高級階段的表現(xiàn)。汽車在電動化、電子化之路上，也要迎來這種轉(zhuǎn)變。只不過汽車這樣的復(fù)雜大件，及行業(yè)、產(chǎn)業(yè)鏈的特殊性，又令“軟件定義汽車”多少有些與眾不同。

軟件定義汽車，變的到底是什么?

更早年的汽車經(jīng)歷了機(jī)械定義、硬件定義的時代，到如今軟件定義的說辭風(fēng)生水起，實(shí)則反映的是電子科技話語權(quán)在汽車產(chǎn)品上的提升，以及汽車產(chǎn)業(yè)、電子科技二者的發(fā)展。這每一次革新，首先都意味著電子電氣(E/E)架構(gòu)的變化。

從內(nèi)部連接的角度來看，機(jī)械定義汽車是將車內(nèi)的各種物件(如ECU、傳感器、儀表等)有需要的就點(diǎn)對點(diǎn)連起來——在E/E架構(gòu)變復(fù)雜的情況下，這種方案是不可持續(xù)的;硬件定義汽車則增加了總線的概念，以分布式控制的方式來打造一個開放式系統(tǒng)，具備了顯著增強(qiáng)的靈活性。

圖1：汽車 E/E架構(gòu)的演進(jìn)。

但這樣的方案也逐漸不再適用當(dāng)代數(shù)字化轉(zhuǎn)型的大趨勢，不同的組件各自為政，可擴(kuò)展性差。就像早年的功能手機(jī)那樣，當(dāng)軟硬件捆綁在一起、可擴(kuò)展性又極度欠缺之時，應(yīng)對需求變化就顯得相當(dāng)遲緩。軟件定義汽車首先需要對E/E架構(gòu)進(jìn)行革命性的改變：將不同的總線、控制等做合并，做更統(tǒng)一的部署——也就是這兩年經(jīng)?？吹絹碜圆┦赖腅/E架構(gòu)演進(jìn)的一張圖(圖1);將150多個ECU做各種融合，同時還要軟硬解耦，實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的靈活性。

舉個簡單的例子：軟件定義汽車時代，整車廠現(xiàn)在不再是要求傳統(tǒng)Tier 1供應(yīng)商設(shè)計各自帶ECU的電動座椅系統(tǒng)出來，而是需要協(xié)調(diào)軟件開發(fā)，以通用、標(biāo)準(zhǔn)化的方式做個車內(nèi)平臺——電動座椅不過是其中的一環(huán)罷了。

從另一個更抽象的角度來看，SBD Automotive將這樣的變化稱作汽車1.0到汽車4.0的發(fā)展。

汽車1.0時代是沒有任何“連接”的基礎(chǔ)功能汽車;汽車2.0則發(fā)展出了數(shù)字化技術(shù)，引入了信息娛樂系統(tǒng)(infotainment)以及數(shù)字座艙，而且提供高速連接，甚至音樂流媒體、某種程度的軟件更新——這類車目前仍然活躍于市場。

汽車3.0就是可升級的汽車了。相對重要的一些特性包括自動駕駛、ADAS、智能座艙以及車聯(lián)網(wǎng)等特性的引入。體現(xiàn)“軟件定義”的核心則在于，其中的很多特性、體驗(yàn)可以更新升級;而且軟件更新會以更常規(guī)的節(jié)奏來推送。如此一來汽車也就成為并非一次性銷售產(chǎn)品，軟件服務(wù)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)也將成為整車廠或其它供應(yīng)商的重要收益構(gòu)成。

而所謂的汽車4.0，在SBD Automotive的定義中是“真正的”軟件定義汽車。屆時汽車將成為云的延伸，跑在車上的軟件可由云上的中央運(yùn)行環(huán)境來進(jìn)行主導(dǎo)控制，或者協(xié)同其它車聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的汽車算力，來進(jìn)行高性能計算，實(shí)現(xiàn)自動駕駛、智慧城市等特性。這就是對未來的展望了。

技術(shù)上的變

實(shí)現(xiàn)軟件定義汽車，最底層的E/E架構(gòu)轉(zhuǎn)變、諸多ECU融合、有個核心骨干負(fù)責(zé)整個計算域的過程，這個過程就是讓汽車從傳統(tǒng)E/E架構(gòu)，某種程度讓汽車變身到往高性能計算機(jī)接上四個輪子的過程。絕大部分相關(guān)用戶體驗(yàn)組件的軟件都放在這個高性能計算機(jī)里面。

除了E/E底層架構(gòu)需要變，對應(yīng)的軟件定義汽車的上層構(gòu)建過程也就起來了。平臺與中間件、操作系統(tǒng)與虛擬化都隨之而來。畢竟在底層準(zhǔn)備就緒以后，軟硬解耦的軟件部分也需要重新整合堆砌?；蛘哒f就像數(shù)據(jù)中心的工作方式，對外服務(wù)的過程，就需要諸多軟件層面的技術(shù)。

其中平臺與中間件層的主要功能，是對硬件進(jìn)行抽象，做到軟硬解耦。那么開發(fā)者就能利用中間層的接口，來開發(fā)功能、特性，也確保這些功能特性不需要與底層硬件直接掛鉤。隨著這部分的成熟，汽車應(yīng)用開發(fā)者因此可以脫離于汽車之外進(jìn)行軟件的開發(fā)測試;而且不需要太多汽車方面的專業(yè)知識。與此同時，硬件遷移也變得更簡單、高效。最終實(shí)現(xiàn)降本增效。

圖2：AUTOSAR的參與者。

當(dāng)代軟件定義汽車發(fā)展的中間件代表為AUTOSAR(Automotive Open System Architecture)——這是個由諸多整車廠、零部件企業(yè)聯(lián)合制定的軟件標(biāo)準(zhǔn)化接口，或者說開放式系統(tǒng)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。加入標(biāo)準(zhǔn)中的企業(yè)不僅有傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)相關(guān)的企業(yè)，也有工具與服務(wù)及半導(dǎo)體相關(guān)廠商，比如說英飛凌、瑞薩、恩智浦、Arm、西門子 EDA等等。因?yàn)檫@本身就是需要上下游充分協(xié)同的。值得一提的是，中間件相關(guān)的一個重要組成部分是SOA(Service Orimented Communication)模型通信中間件，這是另一個很大的話題了。

理想情況下，平臺與中間件層出現(xiàn)的另一個重要價值，也在于構(gòu)建更為統(tǒng)一的平臺。車企、開發(fā)者不需要忙于去處理各種類型的硬件。用其他行業(yè)的話來說，叫盡可能地解決“碎片化”問題，雖然這可能也只是理想情況。

至于操作系統(tǒng)與虛擬化，很多車企如今都在這方面發(fā)力，比如說大眾汽車的vw.os。軟件定義汽車可能會跑多個操作系統(tǒng)，負(fù)責(zé)不同的工作——比如說會有實(shí)時操作系統(tǒng)，會有通過AUTOSAR-Adaptive提供傳感器數(shù)據(jù)處理的Linux操作系統(tǒng)等。

前兩年我們撰文談過BlackBerry QNX，這似乎是個更能表達(dá)軟件定義汽車的、介于底層硬件和上層應(yīng)用之間的組成部分的技術(shù)。當(dāng)時面向汽車領(lǐng)域的BlackBerry QNX至少包括了QNX Neutrino OS(操作系統(tǒng))、QNX Platform for ADAS(針對ADAS的平臺)、QNX OS for Safety(安全操作系統(tǒng))、QNX CAR Platform for Infotainment(針對汽車信息娛樂系統(tǒng)的平臺)、QNX Hypervisor、QNX acoustics middleware(聲學(xué)中間件)。

圖3：BlackBerry QNX技術(shù)及各部分所在的層級。

藉由圖3這張來自BlackBerry的圖，可簡單窺見其中部分軟件的層級結(jié)構(gòu)。

當(dāng)然這其中實(shí)則也出現(xiàn)了其他層級，在往上層還牽扯到車廠品牌差異化的組成部分，涵蓋信息娛樂系統(tǒng)、數(shù)字座艙系統(tǒng)、ADAS系統(tǒng)等。這些應(yīng)用的發(fā)展也配合著對云服務(wù)的支持。而云會是整個架構(gòu)的最上層，包括了ADAS服務(wù)、OTA服務(wù)等。當(dāng)然支撐這個最上層的，也需要5G、V2X等基礎(chǔ)設(shè)施。

圖4：汽車未來的層級架構(gòu)。(圖片來源：McKinsey&Company)

對這部分技術(shù)感興趣的讀者，可以去看一看2019年麥肯錫發(fā)布的《重新思考汽車軟件與電子設(shè)備架構(gòu)》報告，其中提到ECU加速融合、不同棧的標(biāo)準(zhǔn)化、中間件層對硬件做抽象等趨勢。這些趨勢都是在持續(xù)行進(jìn)中的。從中我們也能夠看出，為什么軟件的價值在整車中占比越來越高，以及2-3億行代碼緣何而來。

新的參與者，和產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)的變

或許很多駕車者認(rèn)為軟件更新沒什么了不得，并不值得大書特書。但我們展望中的OTA對于軟件的更新，并不僅限于信息娛樂系統(tǒng)、遠(yuǎn)程信息處理或車輛診斷系統(tǒng)(而且傳統(tǒng)的這些軟件更新還并非OTA)，更多的會往汽車核心功能的監(jiān)控、調(diào)節(jié)去走，比如說動力系統(tǒng)?；蛟S在未來的OTA更新過后，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的控制，ADAS獲得輔助公路駕車的新特性，甚至基于電池循環(huán)周期的分析來實(shí)現(xiàn)續(xù)航里程的增加，以及在汽車發(fā)售之初根本沒有想到，或受限于開發(fā)生命周期、尚未完成的新特性。

比較典型的例子是特斯拉曾經(jīng)通過OTA更新，降低了Model 3的制動距離。這種轉(zhuǎn)變事實(shí)上帶來前文提到的，汽車不再是一次性消費(fèi)產(chǎn)品，汽車產(chǎn)業(yè)也能夠開始從提供的數(shù)字服務(wù)甚至更新中獲利。去年Arm曾表示軟件定義汽車，可以為車廠創(chuàng)造每輛車“多達(dá)2600-7500美金的額外利潤”。對車企而言，OTA也意味著部分特性、功能開發(fā)周期的放寬(典型如自動駕駛這類很難與整車研發(fā)周期配合到位的組成)。

未來、甚至今天的汽車消費(fèi)用戶會更加注重“軟件定義”部分，比如說駕駛輔助特性、信息娛樂系統(tǒng)上的數(shù)字內(nèi)容，乃至智能連接解決方案;而將更少的注意力放在諸如排氣系統(tǒng)之類的機(jī)械特性上。前不久我們在采訪黑芝麻智能之時，黑芝麻就談到，一些4S店反饋現(xiàn)在已經(jīng)開始有購車者問車的算力是“多少T了”——AI芯片本身也可認(rèn)為是軟件定義汽車的重要組成部分。

以上這兩點(diǎn)：軟件更新帶來的新特性、消費(fèi)者注意力轉(zhuǎn)變，都能夠管中一窺地發(fā)現(xiàn)，汽車產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生變化。至少這是業(yè)務(wù)模型的變化。

從最簡單的層面來看，汽車電子化及軟件定義的特性，為行業(yè)帶來了新的參與者。比較典型的除了前文提到的BlackBerry，還有像是Red Hat。Red Hat將軟件定義汽車比作邊緣計算服務(wù)器，且明確這樣的邊緣設(shè)備理應(yīng)包含現(xiàn)代基于Linux的操作系統(tǒng)和生態(tài)——必須包含開源與專有組件。Red Hat自認(rèn)可從行業(yè)分一杯羹的根源在于其擅長包括Linux、容器、中間件集成、DevOps架構(gòu)等在內(nèi)的能力，甚至把原本構(gòu)建企業(yè)開源層的經(jīng)驗(yàn)帶到汽車上。

圖5：SOAFEE框架結(jié)構(gòu)及組成。(圖片來源：Arm)

另一個我們認(rèn)為頗具代表性的市場參與者是Arm。去年我們也特別報道了Arm提出的SOAFEE(Scalable Open Architecture For Embedded Edge)架構(gòu)：這是在軟件定義汽車一詞正火之際，趁熱打鐵提出的統(tǒng)一的軟件定義汽車平臺。畢竟軟件定義汽車的技術(shù)棧復(fù)雜度、投入是相當(dāng)高的。SOAFEE構(gòu)建起了框架，和整個軟件棧中的基礎(chǔ)軟件部分和參考實(shí)施方案;且明確了功能與服務(wù)在云端環(huán)境中開發(fā)、測試和驗(yàn)證——這和前文談到SBD定義的汽車4.0趨勢相符。

SOAFEE的本質(zhì)是要實(shí)現(xiàn)硬件和軟件界面的標(biāo)準(zhǔn)化。而且作為一個開放、開源的架構(gòu)，底層硬件部分Arm也準(zhǔn)備吸收不同的硬件、IP。這個架構(gòu)據(jù)說也得到了不少包括整車廠、Tier 1供應(yīng)商，乃至軟件、半導(dǎo)體和云技術(shù)相關(guān)企業(yè)的關(guān)注和加入。SOAFEE的出現(xiàn)至少讓我們能看到，軟件定義汽車步入成熟的開端(雖然由Arm這個傳統(tǒng)意義上的芯片設(shè)計IP供應(yīng)商提出，還是讓人感覺頗為意外)。

這些新角色的加入，事實(shí)上就會造成產(chǎn)業(yè)鏈價值分配的變化，乃至產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)的重整。在“軟件定義汽車”的“軟件”一詞上，越來越多的車企開始投入人力物力：造車新勢力本就在這方面發(fā)力，傳統(tǒng)車企也不甘落后。比如去年下半年，豐田就宣布要投入超過18000人進(jìn)行軟件和連接計劃。

要知道其中的某些工作原本應(yīng)該是由Tier 1供應(yīng)商承擔(dān)的。以前整車廠會對Tier 1供應(yīng)商提出具體的組件需求，供應(yīng)商不僅要整合包括控制器在內(nèi)的硬件，也需要進(jìn)行軟件開發(fā)和測試。那么在軟件定義汽車大趨勢展開后，汽車制造商可能會選擇開發(fā)大部分所需軟件，甚至有自己的平臺、特定的一群軟件合作伙伴;則Tier 1供應(yīng)商此后就需要對自己做重新定位。

現(xiàn)在Tier 0.5這個詞也被時常提起，某些Tier 1供應(yīng)商會讓企業(yè)內(nèi)的專家與整車廠的開發(fā)團(tuán)隊(duì)協(xié)作，聯(lián)合開發(fā)軟件并做運(yùn)維(也有Tier 2也在變身Tier 0.5)。在此，供應(yīng)商幾乎成為OEM廠商的一部分，也從系統(tǒng)集成中產(chǎn)生營收。博世就有這樣的例子。在軟件定義汽車做標(biāo)準(zhǔn)接口、整車廠自己解決軟件問題或找三方軟件合作伙伴開發(fā)應(yīng)用之際，許多傳統(tǒng)的Tier 1特別害怕自己淪為單純的硬件供應(yīng)商。

去年年末的Aspencore國際汽車電子創(chuàng)新發(fā)展論壇上，均勝電子曾表示從過去OEM廠商直接拿turn-key方案，到如今主導(dǎo)軟件硬件定義。從過去Tier 1負(fù)責(zé)40%個性化開發(fā)、60%標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)，到現(xiàn)在做100%的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā);“Tier 1將專注于模塊化、平臺化的開發(fā)，模塊迭代速度大幅提升;更高的標(biāo)準(zhǔn)化支持，同時服務(wù)更多客戶;且Tier 1將逐漸頭部化”。而對Tier 2而言，“集成化程度越來越高，技術(shù)難度越來越大，通過技術(shù)壁壘才能形成行業(yè)優(yōu)勢”。

可見汽車產(chǎn)業(yè)鏈的不同角色職能是在發(fā)生變化的，尤其傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)鏈上游似乎變得更不好“混”了。

技術(shù)難度之外的發(fā)展阻礙

具備“革命”能力的事物，在革命的同時必然遭遇阻礙。諸多傳統(tǒng)車廠存在歷史悠久，組織機(jī)構(gòu)龐大復(fù)雜，有些還牽扯很多品牌。他們早有一套特定的工作方式在推進(jìn)。而軟件定義汽車，如前文所述需要全新的方式和思維來重新考慮汽車開發(fā)生命周期的問題，還需要車廠具備全新的能力。

則對傳統(tǒng)車廠而言，轉(zhuǎn)變的第一步就是自我調(diào)整，打造新的工作流程和業(yè)務(wù)模型;而且需要進(jìn)行現(xiàn)有員工的技能培訓(xùn)，以及擴(kuò)招原屬于其他領(lǐng)域的人才;并尋找新的合作伙伴。這些大約都不是一朝一夕的。單是在E/E架構(gòu)上做大改，技術(shù)之外更多面臨的可能仍是現(xiàn)實(shí)中人的阻礙。

與此同時，如前文所述舊時代的產(chǎn)業(yè)鏈和配合方式很可能已經(jīng)不再適用于軟件定義汽車時代。則整車廠、Tier 1、Tier 2、Tier 3等不同層級供應(yīng)商之間的合作、博弈還將做出新的調(diào)整，市場或許還會有新的發(fā)展方向。

另外本文仍有許多相關(guān)軟件定義汽車的關(guān)鍵部分未曾提及，比如說網(wǎng)絡(luò)安全(cybersecurity)——這必將成為軟件定義汽車時代的技術(shù)熱點(diǎn)與難點(diǎn)。不僅是改變開發(fā)流程，而且也會引入新的市場參與者和發(fā)展熱點(diǎn)。

“軟件定義汽車”這一局的“變”屬實(shí)還有的瞧。

審核編輯 ：李倩