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軟件定義汽車的變革力量

交通出行領域正在發生重大轉變。軟件定義汽車的到來將開啟靈活、高效和自適應能力的新時代。但是,我們如何應對這種變化,以確保新的 SDV 不僅具有創新性,而且安全可靠?如何將軟件定義汽車無縫融入我們的數字化生活,滿足日常的需求與期待?

軟件在現代生活中居於核心位置,塑造著我們的工作以及連接和體驗世界的方式。從智能手機到智能家居設備,軟件已經將人們日常生活中的物品轉變為了動態更新的工具,可以通過OTA技術對設備進行更新以獲取最新的功能和服務。這壹趨勢目前也正在推動著汽車領域的深刻變革。汽車不再只是機械設備,它們正在轉變為智能互聯平臺,即眾所周知的軟件定義汽車 (SDV)。

軟件定義汽車

以軟件為核心,SDV將開啟便捷性、個性化與性能的新時代,重新定義人與交通出行的關系。想象壹下,汽車在壹夜之間變得更加智能,並且直接配備了新的自動駕駛功能或者先進的安全功能,而這壹切無需進廠升級便可實現。軟件定義汽車讓這壹切成為可能。這種變革正在將汽車轉變成“帶有輪子的計算機”,為創新帶來了無限可能。

對於汽車制造商來說,軟件定義汽車也意味著新的商業機遇。OEM廠商不必只依賴壹次性銷售,還可以通過軟件支持的服務和訂閱獲得持續收益。高級駕駛輔助系統、高級車載信息娛樂服務甚至性能升級等功能都可以按需購買。這壹模式不僅能夠提升客戶的參與度,還能夠為車企提供有價值的洞察,幫助其優化產品,使汽車成為以用戶為中心的智能平臺。

軟件定義汽車

然而,向軟件定義汽車的轉型並非易事。傳統的電電子/電氣 (E/E) 架構依賴於分布在車內各處的大量電子控制單元 (ECU),如今這種模式已無法應對SDV的復雜性。因此,汽車行業正在向壹種更加集中式的架構演進,這種區域架構將車輛劃分為前、後、左、右等物理區域,每個區域都由功能強大的控制器進行本地化管理。此外,該架構的核心通常由壹臺或多臺中央高性能汽車計算機組成。這種方法降低了線束復雜性,提高了通信效率,簡化了更新升級的流程,提供了 SDV 所需的可擴展性和模塊化能力。

面向區域控制的電子/電氣( E/E )架構,主要特點如下:

  • 模塊化:區域架構具有更強的模塊化能力,其中不同的區域可以獨立開發和升級。這種模塊化能力可以讓汽車更輕松地集成新功能和新技術。
  • 靈活性:采用新架構,汽車的電氣系統可以靈活地進行設計和調整。新增或修改器件與功能時,無需改動整車架構。
  • 可擴展性:由於需要搭載越來越多的電子系統,汽車變得日益復雜。采用區域架構提高可擴展性,能夠更有效地應對日益增長的復雜性。
  • 線束簡化:通過器件和控制器的本地化管理,區域架構可以減少車輛內布線的復雜性,從而實現更輕巧、更高效的設計。
  • 加快開發和更新升級的速度:區域架構可以加速開發周期並簡化軟件更新升級的過程,對單壹區域的更改不會影響整個系統。
  • 提高可靠性和冗余度:在新的架構中,重要功能可以分散部署於不同的區域中。這減少了單點故障造成的影響,提高了系統的可靠性和冗余度。

英飛凌與眾多合作夥伴密切合作,進壹步推進軟件定義汽車(SDV)的發展。其中之壹就是與大陸集團(Continental)的合作。雙方的合作旨在采用集成高性能計算機(HPC)與區域控制單元(ZCU)的精簡系統,開發基於服務器的先進電子/電氣(E/E)架構。在大陸集團的 ZCU 平臺中,英飛凌 AURIX™ TC4 微控制器發揮著關鍵作用。

得益於 AURIX TC4 中創新的電阻式隨機存取存儲器 (RRAM) 技術,泊車輔助、溫度控制和懸架等車輛系統可以在汽車啟動後的毫秒級時間內瞬間激活。ZCU 平臺還支持通過OTA技術對汽車軟件進行更快、更安全的更新和升級。這種架構不僅簡化了汽車電子系統的復雜性,而且還讓汽車制造商能夠通過可擴展的模塊化配置定制其設計,同時提高網絡安全性並確保功能安全。

區域控制
電力分配系統

區域架構依靠先進的半導體器件來實現 SDV。它們需要功能強大的微控制器 (MCU) 或系統級芯片(SoC) 來同時處理多種汽車功能需求,同時通過以太網等先進協議實現無縫銜接的高速通信。

AURIX ™ TC4x 微控制器 – 可在軟件定義汽車中實現可靠的實時計算能力。

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功能安全和網絡安全是同樣重要的關鍵考量因素。由於 SDV 高度依賴互聯系統與雲端交互,因此保護敏感數據和防止網絡攻擊是重中之重。區域架構需要搭載集成安全功能的半導體器件,以檢測異常、抵禦威脅並在發現潛在安全漏洞時及時預警。可擴展的分層安全框架(包括加密、實時監測和符合全球汽車網絡安全標準的要求)是在軟件隨著時間的推移而不斷更新升級的同時,確保車輛長期安全的核心。

可擴展的網絡安全框架

此外,區域架構在優化能源效率和電力分配方面也發揮著關鍵作用。通過整合每個區域內的本地化功能,這些系統降低了線束復雜性,減輕了重量並降低了能耗。半導體需要集成智能電源管理功能,以實現對各個元器件電源供應的精準控制,進而支持能效優化。隨著 SDV 不斷突破創新的邊界,英飛凌的半導體產品為新時代交通出行提供性能、安全與能效保障,發揮著關鍵作用。

PROFET ™ Wire Guard –可在新電子/電氣( E/E) 架構中實現智能配電。

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