影响汽车软件开发的八种趋势

来源:汽车软件开发工程师 -良皮儿

近年来,随着人们对汽车创新的强烈需求的不断增加,而这些创新要求反过来又极大地增加了车辆中的软件内容。这些创新正在自动驾驶,高级驾驶员辅助系统(ADAS),数字座舱技术,车辆电气化等领域发生。当前有几种影响汽车电子的关键趋势,这些趋势导致对计算平台要求的需求不断增加,车辆结构不断变化,并突出了安全性和功能安全性的重要性。

哪些趋势正在影响汽车电子产品?

首先,ADAS的发展以及向进一步往自动化发展的趋势,极大地增加了车辆中的处理量和数据流。此外,车载信息娱乐(IVI)系统正变得更加复杂和功能丰富化,而驾驶员信息系统(例如现代数字仪表板,平视显示器和用摄像头更换后视镜)都将需要高性能的显示器。最后,电气化还带来了额外的处理要求,包括用于管理车载能量和电池存储的电机控制和监视功能。

这些趋势正在迅速改变车辆的设计要求和体系结构,从而也影响了软件要求。

影响汽车软件开发的八种趋势

1. 合并电子控制单元(ECU)功能

软件功能需求的增加使车辆软件架构师可以考虑新型的软件工作负载。车辆架构的变化以及功能丰富的硅平台为车辆设计师提供了整合功能的机会。架构师和系统集成商可以灵活地将以前分布在各个单个ECU上的功能整合到一个ECU上。 此外,虚拟ECU逐渐变得越来越普遍。虚拟ECU使得ECU的开发变得更加便捷,工程师可以在虚拟ECU构架,开发,模拟,测试ECU功能。这对于ECU的前期开发有很大的帮助。

2. 功能安全

一些ECU具有功能安全要求,因此需要更严格的软件开发流程才能满足ISO 26262标准。功能安全是一项系统挑战,需要在系统的设计过程中尽早解决。OEM在为一个ECU或将合并多个ECU的平台制定规格时,他们将为这些功能指定所需的汽车安全完整性等级(ASIL),并最终从功能安全的角度影响平台或系统的设计。

3. 增加连接要求

车辆中的几种工作量需要连接车辆。ADAS功能,远程信息处理和信息娱乐都可能需要车辆外部的连接。这些功能通常由不同的一级供应商提供支持。OEM还可以设计车辆架构,以使这些功能由一个以上的车辆到云网络的连接来支持。 当然,这也有弊端。比如,多个网络连接增加了车辆安全漏洞的攻击面。

4. 导致安全要求的增加

正如第三点所提到的,多个网络连接也增加了车辆安全漏洞的攻击面。由于不断增长的连接性要求,车辆的安全性要求也急剧提高。现在,智能汽车所需要的安全性远远超过保护汽车上物理网络的安全性。双向安全性将成为防止车辆内部和外部引起的漏洞的重点, 同时这将带来复杂性和可伸缩性方面的新挑战。

5. Over The Air (OTA)

在汽车服务中心的ECU上更新软件的日子已经一去不复返了。在现代电子产品中,预计ECU将是可更新的OTA。预期该功能将在所有现代计算平台上使用,并且考虑到它已在手机上使用了10多年,因此对于车辆中的ECU也应如此。

6. 利用开源软件(OSS)

IVI空间中的软件开发已经发生了变化,越来越多的OEM和1级供应商正在采用开放源代码软件。尽管Linux在该领域已经使用了一段时间,但在车辆启动和IVI系统启动时并不是很明显。Android操作系统在IVI中也受到了广泛的关注。此外,已经开发了一些开放源代码软件元素,这些元素已严格支持功能安全用例。这些软件元素为支持实时ECU工作负载的虚拟ECU和实时OS提供安全隔离方面的功能安全解决方案。

随着时间的流逝,作为生产解决方案的一部分,软件系统集成商和软件发行商将越来越多地采用开放源代码软件元素。对于采用OSS要素来满足安全用例的需求,没有单一的方法。使用具有谱系支持安全用例的OSS的明显优势是最初的入门成本较低。具有安全要求的ECU必须由带有工件的可认证硬件和软件元素组成,以支持安全用例。开发这些工件,支持认证和长期支持的成本要求系统集成商/发行商为受支持的安全认证版本收取费用。简而言之,投资于先前已认证或可认证的软件元素可以降低风险。这就是为什么该领域的商业产品最受欢迎。从长远来看,我们可能会看到汽车行业采用功能安全谱系更多的OSS元件来支持具有安全要求的ECU。

7. 知道在哪里使用专有软件

专有或商业软件供应商是满足功能安全要求的最常见的软件元素提供商。因此,今天,对于设计要求在系统级别达到ASIL D甚至ASIL B要求的安全认证的ECU,这项工作很可能将由具有安全认证经验的商业OS供应商来完成。在短期内(可能还会持续相当长的一段时间),将极大地依赖拥有这些软件解决方案以及先前已通过认证的软件元素(例如虚拟机管理程序和RTOS)的软件合作伙伴。

8. 长期支持要求

最后是长期支持要求。随着所需软件数量的增加,意味着将需要更新更多的软件。车主们将期望他们的汽车通过车载软件的更新,进而继续发挥全部功能。这就像手机的操作系统软件一样,在尽可能不换手机的情况下,体验软件更新带来的新功能。这意味着OEM厂商将具有更大的长期软件支持要求。

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