日前,在英飞凌官网上,一篇博客详细解读了软件定义汽车与半导体的关系。
什么是软件定义汽车?
软件是现代生活的核心,塑造着我们工作、连接和体验世界的方式。从我们手中的智能手机到家中的智能设备,软件将日常物品转化为动态工具,可以通过无线更新随时掌握最新功能和服务。这一趋势如今也正在推动汽车行业的深刻变革。汽车不再仅仅是机械机器;它们正在转型为智能互联的平台——也就是人们所熟知的软件定义汽车 (SDV)。
这些汽车以软件为核心,有望开启一个便捷、个性化和高性能的新时代,重新定义我们与出行的关系。想象一下,您的爱车一夜之间就变得更加智能,全新的自动驾驶功能或先进的安全配置将直接集成到您的爱车中,无需前往维修厂。有了软件定义的汽车,这一切现在都成为可能。这种转变正在将汽车变成“车轮上的计算机”,为创新开启无限可能。
SDV 为何重要
对于汽车制造商而言,软件定义汽车开启了新的商机之门。OEM 不再仅仅专注于一次性销售,而是可以通过软件赋能的服务和订阅服务创造更多收入来源。高级驾驶辅助系统、高端信息娱乐选项,甚至性能升级等功能,都可以按需购买。这种方法不仅可以增强客户参与度,还能为汽车制造商提供宝贵的洞察,帮助他们改进产品和服务,将汽车打造成为以客户为中心的平台。
SDV 的挑战: E/E 架构调整
向软件定义汽车的转变带来了巨大的复杂性,传统的电子电气 (E/E) 架构在车内分布着大量电子控制单元 (ECU),已无法应对。正因如此,汽车行业正在转向一种更加集中化的区域架构,将车辆划分为多个物理区域,例如前、后、左、右,每个区域由一个强大的本地控制器进行管理。此外,该架构的核心是一台或多台中央高性能车载计算机。这种方法降低了布线复杂性,提高了通信效率,并简化了OTA更新,从而提供了 SDV 所需的可扩展性和模块化。
区域(Zonal) E/E 架构的主要特点:
模块化:分区架构允许更高的模块化程度,因为不同的分区可以独立开发和升级。这种模块化特性可以更轻松地集成新功能和技术。
灵活性:新架构可灵活设计和调整车辆的电气系统。新部件和功能的添加或修改不会影响整车架构。
可扩展性:车辆的电子系统越来越多,变得越来越复杂。分区方法提供的可扩展性,可以更有效地管理这种日益增长的复杂性。
减少线束:通过本地化组件和控制器,区域架构可以减少车辆所需的布线量,从而实现更轻、更高效的设计。
更快的开发和更新:区域架构可以实现更快的开发周期和更容易的软件更新,因为一个区域的更改不一定需要更改整个系统。
提高可靠性和冗余度:在新架构中,关键功能可以分布在不同区域,这减少了单点故障的影响,提高了可靠性和冗余度。

大陆集团和英飞凌推动 SDV 创新
英飞凌与众多合作伙伴密切合作,以进一步推进 SDV 的开发。其中一项合作便是与大陆集团的合作。目标是开发基于服务器的先进 E/E 架构,并采用精简的高性能计算机 (HPC) 和区域控制单元 (ZCU) 系统。大陆集团 ZCU 平台的核心是英飞凌的 AURIX TC4 微控制器。
得益于 AURIX TC4 中创新的电阻式随机存取存储器 (RRAM) 技术,泊车辅助、空调和悬架等车载系统可在汽车启动后瞬间启动。ZCU 平台还支持更快、更安全的车载软件无线更新。这种架构不仅简化了车载电子设备的复杂性,还使汽车制造商能够通过可扩展的模块化配置定制其设计,同时提高网络安全性并确保功能安全。
半导体如何塑造 SDV
分区架构依靠先进的半导体技术来实现 SDV。它们需要强大的微控制器 (MCU) 或片上系统 (SoC) 来同时处理多项车辆功能,并通过以太网等先进协议实现无缝高速通信。
功能安全和网络安全同样重要。由于 SDV 高度依赖互联系统和云交互,保护敏感数据和防范网络攻击至关重要。分区架构需要集成安全功能的半导体,这些功能能够检测异常、防范威胁,并在潜在漏洞发生时向驾驶员发出警报。一个可扩展的分层安全框架——包括加密、实时监控以及符合全球汽车网络安全标准——对于确保车辆安全至关重要,即使软件随着时间的推移而不断发展。
为了构建最佳、可扩展的网络安全框架,必须同时解决多个安全因素

此外,分区架构在优化能源效率和电力分配方面也发挥着关键作用。通过整合每个分区内的本地功能,这些系统降低了布线复杂性,从而节省了重量和能源。半导体必须通过集成智能电源管理功能来支持这种效率,从而能够精确控制各个组件的功率分配。
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