自動駕駛、電氣化和與雲端連接的趨勢正在使軟件成為優先事項，這就是為什麼汽車設計師正在重塑現代汽車的架構並向軟件定義的汽車遷移。

 

如今汽車內的許多係統是具有獨立功能的電子控製單元（ECU）的集合。這些ECU通過傳統的控製器區域網絡、本地互連網絡和其他低帶寬網絡進行通信。ECU也被劃分為各種功能域
，如動力係統控製等。然而，高端汽車中的一百個或更多的ECU使得在每個ECU中實現下一代功能是不現實的。

 

為了解決這一限製，一種方法是用幾個計算平台取代ECU。例li如ru，車che輛liang結jie構gou可ke以yi采cai用yong一yi個ge計ji算suan平ping台tai來lai控kong製zhi內nei部bu機ji艙cang的de功gong能neng，如ru信xin息xi娛yu樂le係xi統tong或huo儀yi表biao盤pan。另ling一yi個ge計ji算suan平ping台tai控kong製zhi車che輛liang的de運yun動dong。軟ruan件jian定ding義yi的de車che輛liang架jia構gou能neng夠gou在zai汽qi車che的de各ge個ge功gong能neng域yu帶dai來lai各ge種zhong好hao處chu，包bao括kuo更geng簡jian單dan的de開kai發fa和he部bu署shu新xin功gong能neng，車che輛liang內nei更geng有you效xiao的de通tong信xin，以yi及ji通tong過guo邊bian緣yuan處chu理li訪fang問wen雲yun計ji算suan等deng。

 

以ECU為中心的汽車架構的局限性之一是增加新功能和能力時的複雜性。向現有係統添加功能的過程可能是複雜
、緩慢且容易出錯的。在車輛的各個功能域中進行軟件升級，可以簡化汽車的更新維護和用戶功能。

 

一個軟件定義的汽車架構將功能和係統組合成功能域。與其單獨對待單個ECU或係統

，OEMs可以將其視為一個單一的平台。一旦OEM開發了新的功能，軟件定義的車輛架構使其更容易添加各種功能。

 

傳統上
，司機購買的車輛的功能是固定的。更新它們的過程是困難和昂貴的。軟件定義的汽車架構可以實現OTA更新。更新過程不再是涉及數百個ECU的複雜工作

，而是更加簡單明了。OEM可以向客戶提供廣泛的軟件服務
，並將這些服務作為一個收入來源。通過OTA
，添加和更新功能可以像向手機或平板電腦添加功能一樣簡單。

 

用SOA進行更新

 

在軟件定義的車輛中，麵向服務的架構（SOA）由鬆散耦合的服務組成
，這些服務通過簡單的
、可互操作的接口進行通信，通常是通過網絡。例如，在一輛汽車中
，GPS功能可以通過車內網絡的服務調用來實現。SOA的一些好處包括硬件獨立
、簡化測試、更快的部署和跨領域的應用開發。

 

SOA在其他市場上也有很長的曆史，如網絡服務、SaaS和PaaS，也就是所謂的雲計算。另一個汽車的例子是專門設計用來提供輪胎壓力數據的ECU。有可能取代輪胎壓力ECU或將其任務整合到一個更大的多功能ECU中。上遊應用使用抽象接口與ECU進行通信，因此改變ECU或通過SOA將任務整合到另一個ECU中zhong並bing不bu影ying響xiang它ta們men。在zai胎tai壓ya係xi統tong中zhong，輪lun胎tai壓ya力li傳chuan感gan器qi係xi統tong的de組zu件jian可ke以yi來lai自zi不bu同tong的de供gong應ying商shang或huo使shi用yong不bu同tong的de傳chuan感gan技ji術shu
，因yin為wei輪lun胎tai壓ya力li數shu據ju被bei聚ju集ji在zai一yi個ge較jiao小xiao的deECU中。

 

jiqixuexikeyibangzhuwanchengjiashifuzhuheyucexingweihudengrenwu。jiqixuexiyijingbeiguangfanyongyugongyehuanjingzhong
，duijiqidejiancekeyijiancebingbangzhuyuceguzhangdefasheng。jiangjiqixuexizhenghedaocheliangbenshenshikenengde，danyuanchengchulizhongxinkenengtigongewaidejiqixuexigongneng。lingyizhongkenengxingshishiyongyuanchengshujuzhongxinlaixunlianjiqixuexisuanfa，ranhoutongguoOTA更新將數據上傳到智能係統中。

 

軟件定義的汽車中的處理器需要大量的計算能力
、高帶寬通信
、功能安全和信息安全。計算資源可以進一步分成用於實時和非實時功能的資源。一個已實現的功能（如解鎖車門）的高層邏輯對時間不敏感，而一個防鎖死的刹車係統是時間敏感的。刹車的調製速度必須足夠快
，以避免打滑。

DRA821的功能框圖。實心黑框表示該IP是擴展MCU（EMCU）的一部分。虛線黑框表示該IP的一些實例存在於EMCU中，一些實例存在於主域的非EMCU部分。

 

非實時功能通常在基於HLOS（高級操作係統）的計算係統中執行，類似於個人電腦上的計算係統。實時功能在一個基於RTOS（實時操作係統）的計算係統中執行。在需要功能安全和保障的車輛功能與不需要的功能之間也有一個平衡。

 

例如
，TI DRA821的設計就考慮到了這些功能。DRA821的核心是一個雙核ARM Cortex A72集群，其處理能力足以執行所有非實時功能。四個集成的Cortex R5F與主處理器（A72集群）並行
，負責執行實時功能。

 

DRA821在一個集成的安全子係統中集成了最新的安全功能。此外，該器件通過了第三方評估機構的功能安全認證，達到了最高的ASIL標準（汽車安全完整性等級）ASIL-D。DRA821包括各種高速I/O，如四口千兆TSN以太網交換機、PCIe和USB 3.0
，以及傳統的汽車外設

，如CAN-FD和UART/LIN。

 

由於安全在汽車應用中是最重要的，DRA821集成了一係列的安全功能，包括計算關鍵存儲器和內部數據總線的ECC、防火牆、自檢診斷工具和錯誤信號模塊，用於捕獲與功能安全有關的錯誤。DRA821還集成了一係列安全功能，以防止外部攻擊，包括安全啟動、加密加速、可信執行環境
、安全存儲、即時加密和用於安全管理的協處理器。

 

今(jin)天(tian)，軟(ruan)件(jian)定(ding)義(yi)的(de)汽(qi)車(che)是(shi)完(wan)全(quan)有(you)可(ke)能(neng)實(shi)現(xian)的(de)。軟(ruan)件(jian)和(he)機(ji)器(qi)學(xue)習(xi)係(xi)統(tong)的(de)使(shi)用(yong)有(you)助(zhu)於(yu)更(geng)好(hao)地(di)預(yu)測(ce)車(che)輛(liang)維(wei)護(hu)
，同(tong)時(shi)也(ye)能(neng)保(bao)證(zheng)乘(cheng)客(ke)的(de)安(an)全(quan)。軟(ruan)件(jian)定(ding)義(yi)的(de)汽(qi)車(che)將(jiang)從(cong)根(gen)本(ben)上(shang)改(gai)變(bian)我(wo)們(men)對(dui)汽(qi)車(che)技(ji)術(shu)的(de)看(kan)法(fa)，將(jiang)車(che)輛(liang)轉(zhuan)移(yi)到(dao)軟(ruan)件(jian)領(ling)域(yu)的(de)能(neng)力(li)允(yun)許(xu)對(dui)車(che)輛(liang)的(de)長(chang)期(qi)更(geng)新(xin)進(jin)行(xing)規(gui)劃(hua)。