汽车制造迎来颠覆式创新?安波福正式推出智能汽车架构

2020年01月16日 20:54:00 发表评论 阅读
新的车载功能不断增加,目前的汽车架构已经不堪负荷,超越了临界点。新的汽车制造正在进入智能汽车架构(智能汽车架构(SVA))的全新世界。它意味着汽车工业要从制造汽车的起点进行全方位变革。

安波福日前在CES上正式推出了其智能汽车架构设计(SVATM),并表示,这一架构可以打破目前传统汽车架构的瓶颈,为下一代智能汽车提供可升级的架构空间。SVA不仅有助于打造功能丰富、高度自动化的汽车,其可持续扩展的开放平台,有助于降低车主的总拥有成本。并帮助车辆达到最严格的功能安全和网络安全标准。


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何谓智能汽车架构?为何在此阶段推出这一架构?

 

安波福表示,电气化、安全自动化、互联性这些汽车行业的大趋势正为汽车架构带来前所未有的变革。新的车载功能不断增加,目前的汽车架构已经不堪负荷,超越了临界点。我们已经进入了智能汽车架构(智能汽车架构(SVA))的全新世界。

 

“汽车制造商需要一种全新的车辆架构,才能解锁软件创新,并真正实现在CES上展示的各种创新概念。”安波福总裁兼首席执行官凯文•克拉克(Kevin Clark)表示。“作为一家在汽车大脑和神经系统领域拥有独特地位的完整系统解决方案提供商,我们知道智能汽车架构是实现未来移动出行的正确途径。”

 

安波福的基本观点是在当前汽车四化的大趋势下,汽车制造本身应摒弃始于上世纪90年代末期的基础电气架构,开始采用新一代智能汽车设计与架构方式。


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*自上世纪50年代以来,汽车架构的几次升级变化。


这一问题的迫切性在哪呢?


安波福表示,汽车四化在推动全球汽车制造业的变革式转变的同时也带来了四个最紧迫的问题:


1、在不重新更改现有汽车架构的前提下,如何增加新功能、如何升级现有软件、如何将现有软件移植到另一个新的硬件上?


2、如何更快地将新硬件应用到车辆上?


3、在不将车载软、硬件含量翻倍的情况下,如何实现即使在车辆出现故障的情况下仍然保证车辆的安全运行?


4、如何以尽可能低的成本和可持续的方式满足上述要求?


在汽车基础架构、系统集成、以及全面的产品组合方面,安波福推出的这一架构构,可以全面的解决上述问题。


安波福主要在两大领域进行了革新:数据动力中心及开放式服务器平台。


智能汽车架构(智能汽车架构(SVA))的发射台:数据动力中心


安波福表示,当前众多整车制造商最常问的问题是:“在现有架构的基础上,如何实现智能汽车架构?”

 

安波福认为答案就是:数据动力中心(PDC)。这一动力中心被称为智能汽车架构(SVA)的通用扩展坞,计算机与输入输出端的分离在这里实现。


数据动力中心(PDC)就好比笔记本电脑的扩展坞,它带有多个输入端,可以充当其它设备的接入界面。笔记本电脑入坞之后,电源线、U盘以及显示屏都好像直接接入笔记本电脑一样。


数据动力中心(PDC)与智能汽车架构(SVA)之间也采用了同样的理念。


Aptiv SVA Feature 配图3(动图).gif


从本质而言,安波福为车辆的中央计算机创建了一个扩展坞,这是一个单一界面,具有适用于所有车辆传感器、分布式音响系统及区域控制的输入端。


不仅如此,数据动力中心(PDC)同时还能为系统提供强大的冗余电源,以实现安全自动化。此外也可能实现线束自动化,提高当前控制器属性及功能的集成度。安波福表示这一创新设计是其所独有,目前已经申请了专利。


数据动力中心(PDC)的建立有三大意义:


其一,在动力方面,数据动力中心(PDC)带来了数字智能融合解决方案,在故障情况下,可以在几毫秒之内切换动力供应。


其二,在网络方面,安波福将传感器及周边设备与当前的以太网、CAN或LVDS等网络技术连接,并将它们连入冗余的双绞线主干。


其三,在区域控制方面,安波福增加了强大的应用处理器,使我们能够向上集成和控制特定区域内的多种属性及功能。


安波福表示,这是一个非常强大的、可持续的设计架构,可以为当前的智能汽车架构(SVA)带来关键效益,使消费者可以在未来获取全套的智能汽车架构(SVA)解决方案。


一种全新的、更具逻辑的中央计算策略


如果解决了两个架构设计瓶颈,也就是实现输入输出端与计算机分离,以及硬件与软件分离,会带来什么效益?


安波福表示,当前主流车企采用的汽车架构,有逻辑域,但每个域的属性与功能高度分散在汽车内的几个实体控制器上。这就会形成一个十分复杂的架构,使集成与测试十分困难,而且毫无扩展性,无法适用未来情况。


而当智能汽车架构(SVA)将输入输出端移出计算机,由数据动力中心统一管理,面向未来的中央计算架构由此诞生。


Aptiv SVA Feature 配图4.png


安波福的开放式服务器平台是一种灵活的计算平台,带有智能抽象的软件框架,可以解决车辆的软件工作负荷问题,实现计算、图像、人工智能、网络及汽车功能安全的最佳平衡。


通过开放式服务器平台,新架构可以根据车辆内工作负荷的整体计算需求定制协同处理器。就像云端服务器可以同时处理从工资表到人类基因组分析等工作一样,安波福的开放式服务器平台可以同时运行各种应用,从后门控制、信息娱乐,到自动驾驶的数据应用。


当前,所有应用都达到了汽车级的可靠性要求。 该开放式服务器平台不仅增强了计算能力,还具有灵活的软件框架及智能抽象,逻辑域几乎接近所代表的实体。


安波福表示,这一设计突破可以使在汽车的各个控制器上开发或改进的软件实现“脱离”,重新打包及向上集成到服务器平台上。


将软、硬件生命周期分离开来,实现创新,是未来车辆计算机的大势所趋,安波福正在将这一目标变成现实。


智能汽车架构的应用路线图


传统汽车架构中星型拓扑具有局限性:它不够灵活,无法承受冗余。此外,中央结点代表着故障点单一,一旦该结点出现问题,就会影响汽车的正常运行。


智能汽车架构(SVA)的环形拓扑则实现灵活性及可冗余性,每个结点与另外两个结点连接,形成连续的路径(一个环状),可使信号通过每个结点。这一策略极其高效,与传统的星型拓扑相比,可以更好地处理更大的负荷,以一种可以承受的方式实现冗余。


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安波福的目标是在2022年以前开发出一个复合式架构策略,将数据动力中心(PDC)等智能汽车架构(SVA)元素融入传统架构之中。到2025年,安波福计划开发出完整的智能汽车架构(SVA)。通过数据动力中心、环状拓扑冗余设计、带有关键性安全域及非关键性安全域的统一软件,基于服务器的计算机将会实现拓展。


在从传统汽车架构向智能汽车架构转变的过程中,尽管目前整车客户正在生产开发的汽车架构处于不同的阶段,但快速实现架构升级已经十分必要。


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随着汽车的功能日益丰富以及智能、网联、自动驾驶的发展,目前汽车架构的软、硬件数量以及复杂度呈指数级增长,当前的汽车架构设计已经达到瓶颈。


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总之,安波福认为智能汽车架构(SVA)具备五项优势:解锁软件驱动的新功能、降低汽车架构复杂性、加快开发周期、提供能够简化制造过程的模块化架构、提供能够简化制造过程的模块化架构等。

 

解锁软件驱动的新功能

 

当前的汽车架构不仅结构复杂而且开发成本很高。SVA具有智能抽象、标准化接口和可扩展的计算能力,可使软件应用程序的开发独立于硬件,并能跨平台复用这些应用程序,从而降低成本,并可扩展自动驾驶水平。

 

 降低汽车架构复杂性


目前,汽车的功能分散在各个控制器之间。SVA可将计算能力集中到更易于管理的区域控制器中,并允许轻松添加新功能。区域控制器为传感器提供接口,管理电源,并提供区域算力。作为中央计算平台的开放式服务器平台可动态分配算力资源,保证汽车即使在关键部位发生故障的情况下也能安全行驶,从而保证汽车的安全冗余。SVA的设计在优化成本的同时提供更多性能和更高灵活性,与传统汽车架构设计相比,可使计算所需的重量和空间减少25%。

 

加快开发周期

 

当前整车的开发、测试和验证过程必须按顺序进行。SVA的设计使软、硬件分离,并将I/O与计算分离,由此实现独立的并行开发周期,缩短上市时间,并允许大量复用软件。安波福希望SVA能将系统集成和测试成本以及与软件相关的保修成本分别降低约75%,同时无需再进行车型年度升级。

 

提供能够简化制造过程的模块化架构

 

SVA架构是为未来工厂设计的,在这里,自动化制造将确保质量并降低成本。SVA的模块化分区结构采用Dock & Lock™连接系统,可以简化车辆制造和组装,普通的子组件可以减少25%的SKU。此外,安波福相信,采用SVA的OEM厂商组装电气架构所需的工厂占地面积将减少20%。

 

为汽车行业解锁新业务模式

 

基于服务器的中央计算开放式服务器平支持无线软件和固件升级,可增强性能,并能通过边缘计算对数据分析进行优化。它还提供了一个开放的平台和开发生态系统,可接入第三方应用程序,如各种用户体验程序,为汽车行业解锁新的业务模式。

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