伴隨車聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛等技術的發(fā)展，汽車早已從單純的交通工具轉變?yōu)榧稗k公、社交、娛樂、支付”等為一體的第三空間。根據(jù)蓋世研究院測算，2030年，中國L2/L2+的乘用車滲透率將達75%，L3則將達到6%。

這一背景下，傳統(tǒng)以“車”為核心，以OEM為鏈頭的垂直供應鏈模式顯然難以適應飛速變化的市場需求，需要轉變?yōu)橐浴叭恕睘楹诵?、以?shù)據(jù)和軟件為驅動、以開放平臺為基礎的技術生態(tài)系統(tǒng)。

基于開放平臺，汽車系統(tǒng)開發(fā)可以實現(xiàn)軟硬解耦，實現(xiàn)硬件平臺、軟件平臺、應用程序的分別更新迭代，行業(yè)玩家們也可以在新的生產(chǎn)關系上發(fā)展新的合作模式和商業(yè)模式，但這種變化也為OEM帶來了指數(shù)級增長的復雜性挑戰(zhàn)。

TTTech Auto China總經(jīng)理歐陽揚表示，現(xiàn)在L2++的系統(tǒng)，以及未來L3/L4系統(tǒng)的應用和任務越來越多，越來越復雜，隨之產(chǎn)生的系統(tǒng)配置和任務調度規(guī)劃越來越復雜，就系統(tǒng)配置的需求而言，比如在100個軟件應用+46個CPU核+6個硬件加速器+2個以太網(wǎng)交換器+1024個時間敏感網(wǎng)絡（TSN）鏈路的軟硬件環(huán)境下，理論上可行的配置集數(shù)量會是10的5000次方，而滿足全部100個約束條件的解集大約只有10的5次方。

相當于，“在10的4995次方的范圍里面找到一個有效配置的難度，比我們在宇宙中找到一個特定原子的難度還要高億萬倍?！?/strong>

為了助力企業(yè)駕馭SDV時代的開發(fā)復雜度，TTTech推出了MotionWise這一安全的汽車軟件中間件平臺，提供自動化開發(fā)框架，可以明顯減少軟件開發(fā)的工作量、硬件成本，縮短產(chǎn)品的上市周期，同時又可以帶來端到端的確定性保證。

歐陽揚表示，MotionWise已經(jīng)部署在全球超過200多萬輛汽車之上，“到2025年，TTTech auto希望在TTTech Auto的工具軟件幫助下，將OEM每版軟件功能集成的工時從現(xiàn)在的60天變?yōu)?天，讓每版軟件能節(jié)省170萬人民幣左右的成本?！?/strong>

TTTech Auto China總經(jīng)理歐陽揚

行業(yè)之變：高復雜性和短開發(fā)周期的終極博弈

近兩年來，消費者對于智能化的直觀感受不僅有“高清大屏、輔助駕駛和多模交互”等配置升級，還有越來越快的車型推新節(jié)奏。根據(jù)乘聯(lián)會的月度傳統(tǒng)OEM新車上市統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2021 年，乘用車市場共推出了 384 款新車，幾乎每天都有新車發(fā)行。

一方面，新車平均研發(fā)周期正快速縮短；另一方面，自動駕駛向高階演進、整車架構變革、Ai等新技術引入也為汽車行業(yè)帶來了不同層級的復雜性挑戰(zhàn)：

第一，從L2到L3、L4的演進過程中，自動駕駛系統(tǒng)的安全性要求越來越高。L3級及以上的自動駕駛系統(tǒng)需要實現(xiàn)全天候的可靠運行，這需要完善的安全策略；分層式、模塊化的系統(tǒng)設計；有效的安全運行維護機制；持續(xù)的安全改進和更新計劃作為支撐。

歐陽揚指出，ISO 26262的ASIL-D安全性認證主要是基于系統(tǒng)開發(fā)流程的視角提出的，而在量產(chǎn)軟件的技術安全上并沒有提出具體的解決方案，這就需要行業(yè)參與者們基于科學理論和行業(yè)經(jīng)驗去解決可能遇到的難題。

第二，隨軟件功能增加、車型快速迭代，OEM面臨著指數(shù)級增長的復雜性挑戰(zhàn)。由于售賣車型、地區(qū)、法規(guī)、消費者偏好等類目的不同，OEM每進行一次功能升級，都需要對以上的多個類目進行優(yōu)化組合。歐陽揚透露，有OEM 曾對這種復雜性的數(shù)量級進行過粗略估算：大概每月需要發(fā)布200個不同軟件版本。

圖片來源：嘉賓演講材料

第三，電子電氣架構的變遷，AI、云計算、TSN、PCLE等新技術的引入，導致汽車開發(fā)的復雜性及所在領域也發(fā)生了改變。如果說傳統(tǒng)汽車行業(yè)的核心技術往往集中在動力系統(tǒng)上，智能汽車的技術難點往往還會集中在多線程應用運行和跨域異構的快速通信等領域。

第四，汽車應用程序和任務的增加也為系統(tǒng)配置帶來了復雜性的挑戰(zhàn)。就系統(tǒng)配置的需求而言，如果在100個軟件應用+46個CPU核+6個硬件加速器+2個以太網(wǎng)交換器+1024個TSN鏈路的軟硬件環(huán)境下，理論上可行的配置集數(shù)量會是10的5000次方，而滿足全部100個約束條件的解集大約只有10的5次方。

歐陽揚直言，“在10的4995次方里面找到一個有效配置的難度，比我們在宇宙中找到一個特定原子的難度還要高億萬倍?！?/strong>

針對這一“大海撈針”式的難題，TTTech提供一套基于智能啟發(fā)式方法的算法工具，可以讓用戶合理有效地構建自己的任務模型和計算鏈模型，從而在200秒左右找到可行的調度表。這也是TTTech最核心的技術之一，歐陽揚表示，這項技術將在自動駕駛領域不可或缺并大有可為。

圖片來源：嘉賓演講材料

他進一步指出，要解決以上提到的不同層級的復雜性挑戰(zhàn)，就宏觀的行業(yè)發(fā)展方向而言，“OEM-Tier1-Tier2”垂直鏈條+V型開發(fā)流程已經(jīng)無法滿足市場需求，而“汽車行業(yè)正在從傳統(tǒng)汽車供應鏈轉型為以開放平臺為基礎的技術生態(tài)系統(tǒng)?！?/p>

一方面，基于互聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術，整合數(shù)據(jù)、軟件、算力等資源的開放平臺可以助力企業(yè)實現(xiàn)軟硬解耦，縮短軟件更新周期；另一方面，通過技術生態(tài)系統(tǒng)，汽車行業(yè)可以不斷從跨界玩家中汲取新鮮活力，提升汽車產(chǎn)品的智能化水平并改變用戶體驗。蓋世汽車研究院也在此前指出，新科技與軟件公司的涌入正在重塑汽車軟件競爭核心要素和價值鏈。

為此，歐陽揚表示：“我們要創(chuàng)建具有系統(tǒng)確定性的Car.OS（即汽車系統(tǒng)級的軟件平臺）。在保證功能安全和信息安全的同時，具備高度的可集成性和足夠的成熟度，沒有SOP（即產(chǎn)品交付）的風險，可以保證以增量和持續(xù)的方式交付軟件，并為軟件開發(fā)人員提供強大的開發(fā)工具和友好、靈活的開發(fā)體驗?！?/p>

圖片來源：TTTech auto 官網(wǎng)

“某種意義來說，如果哪家OEM提前建立了這樣一個創(chuàng)新的中心式軟件平臺，或許就可以在未來殘酷的競爭中取得先機?！?/strong>

行業(yè)趨勢之外，如何就現(xiàn)階段的行業(yè)痛點提出可行方案？歐陽揚從TTTech auto所踐行的“系統(tǒng)級的安全負載編排+自動化的開發(fā)工具集”入手，梳理了降低系統(tǒng)集成復雜度、縮短整體開發(fā)周期的技術和產(chǎn)品需求。

圖片來源：嘉賓演講材料

系統(tǒng)級的安全負載編排+自動化的開發(fā)工具集，TTTech auto助力OEM駕馭SDV復雜性

就系統(tǒng)級的安全負載編排而言，TTTech auto認為，在任務編排的時候一定要基于系統(tǒng)級進行考慮。在硬件層面，要能夠適應HPC，ZONAL等新式架構，同時也要兼容傳統(tǒng)的分布式E/E架構。

在通信協(xié)議方面，既要能夠支持PCle和TSN協(xié)議，也要能夠與舊有的CAN總線進行通信。

在軟件方面，要能夠支持從L1（SOC層）到L3（系統(tǒng)層）的不同類型的操作系統(tǒng)，能夠跨域整合全局資源，只有這樣才能為OEM/系統(tǒng)集成商提供有效的解決方案。

歐陽揚表示，系統(tǒng)級的安全負載編排是發(fā)揮新技術最大效能的關鍵一環(huán)：“現(xiàn)階段，很多OEM經(jīng)常表示沒有看到TSN的實際效果。但這不是TSN的問題，相反，這是因為行業(yè)內沒有基于系統(tǒng)視角編排這些任務，不能發(fā)揮TSN本身的確定性優(yōu)勢?！?/p>

瞄準這一痛點，TTTech auto一早布局，同DDS所用OMG標準的最早創(chuàng)立者之一，發(fā)布Cyclone DDS的鼻祖級企業(yè)ZettaScale合作，聯(lián)合開發(fā)出歐洲首個通過ASIL-D認證的OMG DDS產(chǎn)品——MotionWise Cyclone DDS。

圖片來源：嘉賓演講材料

MotionWise Cyclone DDS將Cyclone DDS 與 TTTech Auto 的TSN 技術相結合，支持與ROS2 和Adaptive AUTOSAR 等已建立的標準化軟件進行互操作，為新式 E/E 架構中的靈活應用程序開發(fā)、端到端車輛行為優(yōu)化和系統(tǒng)級的全局調度奠定了基礎。

此外，TTTech auto還通過改進ZettaScale發(fā)明的尖端通信協(xié)議Zenoh與DDS結合，大大降低了DDS在MCU側資源占有率過高的問題。

歐陽揚同時指出，汽車軟件復雜度的提升也帶來了更多元的供應體系，一輛車上的的軟件或來源于十幾個不同的供應商，導致設計、開發(fā)到最終上車的環(huán)節(jié)之間存在斷層。正因此，行業(yè)對“無縫開發(fā)”的呼聲也越來越響。

TTTech Auto敏銳捕捉到了這一點，歐陽揚提出：“通過在 TTTech 組合中加入 DDS 以及TSN技術組件，我們實現(xiàn)了整個 MotionWise 車輛軟件平臺的模塊化戰(zhàn)略?！?/strong>基于MotionWise + Cyclone DDS +TSN的產(chǎn)品組合，TTTech auto提供能夠針對全部應用、任務、網(wǎng)絡進行整體規(guī)劃和全局調度的全套工具，還可以根據(jù)客戶的需求提供不同配置的多個版本。

圖片來源：嘉賓演講材料

此外，為了優(yōu)化 CPU 使用率和網(wǎng)絡的利用率，TTTech auto會依據(jù)任務的多樣性引入混合策略，在時間觸發(fā)模塊空閑的時候，由系統(tǒng)進行基于事件觸發(fā)的通信，在保證實時性，和可靠性要求的同時，也兼顧了靈活性。

歐陽揚表示，這項技術在快速發(fā)展的“行泊一體”方案中得到應用，通過分別調用不同的配置表，系統(tǒng)就可以根據(jù)駕駛模式的轉換靈活地調用資源，不僅可以降低成本，也能夠更快地通過安全認證。實際上，這些技術已經(jīng)在航空航天等領域中被應用多年。

此外，為了保證系統(tǒng)級的安全負載編排，還需要資源預測、應用程序自動映射、應用程序自動化集成等一系列開發(fā)工具集。

第一，資源預測類工具。歐陽揚認為，通過時間觸發(fā)對安全關鍵性任務進行調度，是實現(xiàn)系統(tǒng)級安全負載編排、讓時間觸發(fā)機制得以運行的關鍵保障。

通常情況下，設計人員會遇到“難以估計系統(tǒng)性能，無法設置WCET時間”的問題，進一步就很難分配時間和找出計算鏈。因此就需要一種資源預測工具，幫助設計者確切地知道每個軟件任務在最壞情況下的執(zhí)行時間，從而縮小應用程序從開發(fā)環(huán)境切換到嵌入式環(huán)境之間的差距。

第二，應用程序的自動映射類工具。歐陽揚指出，如今，系統(tǒng)集成商/OEM往往需要將軟件任務分配給特定的硬件，然后定義相關的時間特性。但在很多情況下，OEM并不真正希望參與到這個分配過程中去，如果有工具可以將這一過程自動化，就可以大大減少OEM的工作量；與此同時，這套系統(tǒng)也應該滿足OEM/系統(tǒng)集成商靈活性的定制化需求。

第三，軟硬件同步集成類工具。不同于傳統(tǒng)V型流程，集成商現(xiàn)階段的需求是實現(xiàn)軟硬件的“邊開發(fā)邊集成”，這就需要一套軟硬件同步集成類工具，能夠幫助系統(tǒng)集成商在所需節(jié)點“凍結”部分系統(tǒng)，并提前對開發(fā)好的軟件進行驗證，而后續(xù)開發(fā)的軟件集成還可以通過“增量”的方式繼續(xù)進行。

第四，自動代碼生成類工具。此類開發(fā)工具可以幫助軟件開發(fā)人員在不訪問最終目標硬件的情況下，在云端或PC機上進行代碼的開發(fā)。

為了實現(xiàn)系統(tǒng)級的安全負載編排，TTTech auto也推出了自主研發(fā)的自動化的開發(fā)工具集——MotionWise安全的汽車軟件中間件平臺，可以明顯減少軟件開發(fā)的工作量、硬件成本，縮短產(chǎn)品的上市周期，同時又可以帶來端到端的確定性保證。

圖片來源：嘉賓演講材料

直擊開發(fā)痛點，MotionWise為軟件“提質增速”

首先，MotionWise提供MotionWise Learn（學習）工具和 Performance Extrapolation（ 性能推斷）工具，旨在加強Motionwise對算法開發(fā)人員的友好性和易用性，屬于資源預測工具。可以幫助開發(fā)人員分析PC端/X86架構下運行的應用程序/算法的WCET，數(shù)據(jù)鏈，端到端的時間；并推斷出在實際嵌入式環(huán)境/arm架構下應用程序/算法的時間特性和資源占用情況。

簡單而言，MotionWise Learn和 Performance Extrapolation可以將算法開發(fā)人員從評估嵌入式時間特性等瑣碎問題中解放出來，令其更關注算法開發(fā)本身，可以大大縮短算法迭代和嵌入式端的軟件部署周期。

基于MotionWise Learn和Performance Extrapolation的輸入內容，MotionWise Creator （創(chuàng)建）工具可以生成項目所需的配置表和代碼，并進行軟硬件集成和部署；，而Virtual ECU（虛擬ECU）在不訪問最終目標硬件的情況下，將相同的應用程序代碼在嵌入式ECU、開發(fā)工作站和云上運行，進一步提高了開發(fā)效率。

除了上述的工具以外，“MotionWise還提供遠程訪問、捕獲和回放、仿真，SIL等其他工具，幫助客戶更快，更方便，更愉快地進行系統(tǒng)開發(fā)?！?/p>

歐陽揚進一步補充，TTTech auto會秉承開放共贏的態(tài)度，同業(yè)內的生態(tài)伙伴們攜手開創(chuàng)軟件定義汽車的未來。目前，TTTech auto已經(jīng)推出了新一代的MotionWise SOA產(chǎn)品，該產(chǎn)品可以將TTTech的核心技術與AutoSAR AP 或自研類AP的中間件結合，擴展了AP的功能，可以實現(xiàn)跨域異構下的確定性通信和全局調度。

圖片來源：嘉賓演講材料

歐陽揚強調，“GODS”是MotionWise的特點，面向作為“上帝”的用戶群體，MotionWise可以帶來Global-系統(tǒng)級、跨域異構、跨芯片的全局調度能力；Open-同AP/ROS2/自研中間件結合的開放能力； Deterministic-端到端的確定性通信能力；Safety-刻在TTTech auto基因中的安全性。

“基于MotionWise，TTTech auto希望在保證安全的前提下，能明顯減少軟件開發(fā)的工作量、上市時間和硬件成本?！睔W陽揚表示，“我們的目標是：2025年，將OEM每版軟件功能集成的工時（天）從今天的60天變?yōu)?天，每版軟件節(jié)省170萬人民幣左右的成本；每版軟件的驗證工時從現(xiàn)在的52天降為5天，每版軟件節(jié)省約24萬人民幣。CPU的利潤率從70%達到90%，可以在每5個CPU中節(jié)省出一個CPU的資源?！?/strong>