在汽车产业向智能化转型的过程中,汽车的开发模式、消费者对车的认知,以及汽车销售的商业模式都在发生着颠覆性的改变。传统的电子电气架构已经越来越无法适应现如今消费者对汽车智能化的要求。
工程师在传统电子电气架构上开发新功能时,耗时长且迭代难,此外,工程师在开发时还需要考虑种种限制条件并且要针对不同车型做定制化开发。
△传统电子电气架构的痛点
为避免上述问题,越来越多的车企倾向于选择区域接入+中央计算的SOA架构。华为在这次上海车展前夕发布的iDVP智能数字底座,便是这样一套满足区域接入+中央计算标准的SOA架构。
1. 华为iDVP智能汽车数字底座的结构与预期功能
在底盘等机械硬件之上,华为将整车分为几个层次,从下往上依次为硬件平台、软件平台、应用生态以及车云,如上图所示。
iDVP包含硬件平台和软件平台两部分,其中,硬件平台是指计算与通信架构基础硬件平台,软件平台又分为操作系统、基础管理框架以及SOA软件框架。为方便用户在iDVP上开发软件,华为还开发了配套的工具链,如下图所示:
△iDVP结构示意图
1.1 计算与通信架构硬件平台
计算和通信架构平台负责设计车辆的计算和通信方式,目前主要包括星型组网和以太环网,如下图所示:
△ 通信架构示意图
VDC代表智能车控域控制器,MDC代表智能驾驶域控制器,CDC代表智能座舱域控制器。域控制器可以通过VIU连接到传感器和执行器。
在星型组网中,VDC通过以太网和分布于车身的VIU相连,从而控制车身上的传感器和执行器,MDC和CDC通过连接VDC来控制传感器和执行器。
在以太环网中,各个域控制器和VIU均通过以太网有直接的连接,并且VIU可以组成一个环状网络,某一段网络断掉时还有备份路线,通信的可靠性和安全性更能得到保障。
1.2 操作系统
操作系统包括VOS和AOS。
VOS:智能车控操作系统,可以支持存量应用平滑地从CP向AP迁移,并且可以在多核部署的同时保证应用对多核无感知,还支持数字孪生和整车OTA。
AOS:智能驾驶操作系统,支持车规级安全,具备丰富的AI原生开发库,可以提高模型化仿真、验证、智能驾驶开发的效率。
1.3 SOA软件框架
SOA软件框架包括了设备抽象层和原子服务层,方便用户在iDVP上开发软件。
根据4月16日华为智能汽车解决方案发布会上的信息,华为的SOA架构涵盖了车身域、动力域、底盘域、智能驾驶域,以及热管理域,相关的应用均可以在SOA架构下实现。
1.3.1 设备抽象层
据华为方面的设计理念,设备抽象层对传感器、执行器、Legacy ECU 等硬件资源进行抽象,通过API向上为服务提供设备访问接口,屏蔽设备功能实现差异(硬件差异&厂家差异),减少定制化与重复劳动。工程师在开发相关功能时,不用考虑硬件设备的电气参数差异,直接调用相应接口即可。
例如,当工程师需要调用电机时,只需要输入“转动方向”,“转速”的参数,然后调用电机的接口就可以实现对电机的控制,而无需了解及考虑电机的控制电气信号差异性。
根据4月16日华为智能汽车解决方案发布会上的信息,目前,华为已经开发了符合中汽协SDV标准的300+个设备抽象API。设备抽象服务涵盖了车身域、热管理域、动力域、底盘域等,而可以提供抽象服务的设备包括了电机、按钮开关、继电器、车灯、温度传感器等各类执行器和传感器。
△SDV设备抽象API
1.3.2 原子服务
原子服务将硬件设备的基础动作封装成API,从而给上层应用提供最基本的操作单元。如此一来,硬件设备和软件端口就可以实现解耦。例如,调整车窗的车窗开度,打开车窗,关闭车窗,停止开启或关闭车窗,在原子服务里都会根据基础操作封装成一个个接口。
根据4月16日华为智能汽车解决方案发布会上的信息,目前,华为已经开发了符合中汽协SDV标准的400+个原子服务API,服务涵盖了车身控制、交互域、运动控制、能量管理、智能驾驶域等各个方面,包括了车门服务、雾灯服务、通风服务、座舱温控等各类服务,方便工程师在开发软件时调用。
△SDV原子服务
1.4 基础管理框架
基础管理框架主要负责分布式通信、整车OTA、功能安全、诊断等基本功能。
1.5 工具链
工具链可以提供车辆软件开发过程中的工具,匹配软件开发工作流程。
按照工作流程,工具链产品可分为:整车级架构设计工具——包括iDVP API服务定义库、iDVP SWC工程库、iDVP网络拓扑库等,主要用于整车级的服务化设计;然后是模型化开发工具——包括iDVP底软配置工具包、iDVP行为模型库等,主要用于模型化开发与配置;最后是数字底座仿真器——包括时序分析工具等,主要用于整车级的服务化验证。
△iDVP工具链
2. iDVP的优势
在4月16日的华为智能汽车解决方案发布会上,iDVP被称为是软件定义汽车的“黑土地”,在软件定义汽车时代,iDVP可以大幅提升软件开发的效率,平衡用户体验的基础一致性和个性化。那么,iDVP有哪些优势呢?
2.1 区域接入+中央控制架构,提升架构灵活性
iDVP采用区域接入+中央控制的架构。在这样的架构下,整车ECU可以减少20~30个,节省约50w的功耗。
△iDVP典型架构
如上图所示,车辆上一般会部署VIU,车上的传感器和执行器会连接到VIU上,然后域控制器就可以通过VIU对传感器和执行器进行统一控制。
在区域接入+中央控制的架构下,OTA较为简单。相比于在分散的ECU式架构下,在iDVP架构下,整车OTA可以节省约50%的时间。
而且,中央控制之后,车内的空气质量、温度等信息都可以通过传感器传到车身域控制器,然后进行集中控制。集中控制的好处是跨域的应用会变得非常容易, 如果某个应用既包括了热管理系统也包括了车身域,我们不会被跨域调用困扰。
另外,iDVP对执行器和传感器采取就近接入和二次智能配电的方式,可以节省20~30%的线束,有助于车身减重。
同时,iDVP引入高速以太环网,能够把百兆级的网络提升到千兆级,提高数据传输效率。 除此之外,有了合理的分层方式,SOA服务化的标准接口,整车软件的复杂度大大降低,各个软件的开发模块单元可以分工协作,软件迭代的速度快,质量也更容易得到保障。
2.2 软硬解耦,方便扩展,开发效率提高
iDVP将汽车的电子电气架构按照层次分类,实现软件和硬件的解耦,提高了开发效率。
分层之后,各个分支的软硬件之间的耦合性大大降低,工程师不用担心“牵一发而动全身”的问题。未来不管硬件如何改变,都不会影响到软件,每个层之间没有必然联系,任何一个层的变化只会影响相邻层,不会影响不直接相邻的层。 软硬解耦之后,工程师只要对硬件做好适配工作,就可以很方便地调用这个硬件,然后做应用开发。甚至于,假如硬件厂商按照中汽协SDV工作组的标准接口的要求做好硬件的标准化,届时,厂商生产出的硬件就可以直接接入iDVP的架构,而无需再做适配。
华为在设计原子服务层和设备抽象层时,遵循中汽协SDV标准规范定义,这样可以适应更多厂商的开发习惯,方便不同的硬件设备厂商接入。 假如软件供应商按照SDV标准来开发软件或者硬件设备生产商按照SDV标准来生产硬件,可以省去很多适配工作。
在实践中,工程师需要实现新功能或更改某个功能时,基本只需要在应用服务层对原子服务做一些组合或者对组合的方式做一些更改,偶尔需要兼顾一下硬件适配的问题,而无需改变原子服务之上的架构。
在传统的基于信号开发的架构下,假如车企希望将座椅从a型号更换成b型号,那么一系列的架构都需要相应地改变,包括通信矩阵、接口等,而在iDVP平台下,工程师只需要在设备抽象层做一些适配就可以完成座椅更换工作。
此外,iDVP架构是跨车型适用的,基础应用在不同车型上的复用率较高。
对于不同车型的可以采用相同的电子电气架构,差异主要在于硬件配置以及应用服务,更上层的设备抽象、原子服务、基础软件等几乎没有差异,因此工程师可以复用已开发好的基础应用,那么开发的工作量就可以大大节省。
假如一个车企在同时开发多款车型,在车型a的开发中,它已经实现了一些设备抽象和原子服务,那么在车型b的开发中,这些设备抽象和原子服务都可以直接复用,已经开发好的功能也可以复用,额外的工作量主要来自于硬件的适配以及新功能的开发。 采用iDVP的开发方式,车企可以把新功能的开发周期从几个月甚至一年缩短到一个月。
2.3 数据通信网络可靠性高、性能好
根据4月16日华为智能汽车解决方案发布上的信息,借用华为过去30年的ICT的通信经验,iDVP智能汽车数字底座基于全自研的高可靠的以太协议栈,可以实现数据的全速率可靠传输,且数据传输过程中没有丢包、震荡、拥堵等问题。传统以太协议栈在车上应用时可能出现的启动慢、抖动时间长导致网络拥塞等诸多问题,在华为自研的以太协议栈上可以得到明显的改善。
此外,业务调度引擎可以保证通信处理数据低至30us的稳定时延。 基于高性能的通信引擎,iDVP可以基于业务需求灵活分配系统的算力资源,来保障系统的性能。
2.4 车控功能安全可靠
车控功能的安全主要依赖于架构的可靠性以及网络安全。
2.4.1 环网倒换和最小系统保障架构可靠
华为推荐用户将VIU的通信链路设计成环网模式,有利于保障通信链路的安全,因为环网比较容易快速倒换。
正常情况下,数据在通信网络中顺时针传输,假设某段网络突然断掉,在这段网络断掉后,系统可以立马检测到故障(一般来说是20毫秒内),然后数据可以很快变成逆时针传输。如此一来,正常的通信仍然可以得到保障,而且不会丢包。
△通信链路示意图
VDC和一个VIU可以组成一个最小系统,也就是说VIU上备份了与之连接的VDC的最基本的行车安全功能。
假如行车过程中出现一些故障,例如通信线路断掉、突然断电、车辆物理受损等,那么VDC无法给VIU发送指令。此时,VIU可以在几十毫秒内把最基本的行车和安全相关的内容接管过来,保证车以一定的时速平稳运行,驾驶员可以选择靠边停车,或者以一定的时速将车开到维修点。
另外,iDVP采用了二级配电的方式,并且用cmos取代了传感器的保险丝和继电器。传统情况下,当电路过载或者短路时,保险丝会熔断,此时工程师只能更换保险丝来使得车辆恢复正常状态,而采用cmos后,当电流电压恢复平稳以后,线路会自动复原,不需要手工维护。
此外,采用cmos后,故障诊断的时间大幅缩短,保险丝的诊断时间一般是毫秒级甚至是秒级。当电流突然变大时,保险丝不会马上烧掉,而是会在高电流状态持续一段时间,温度达到一定高度之后才会烧掉。而cmos方案下,只要电流超过了一定范围,相应线路就会自动断开,从而保护其他电流正常的线路,而且这个反应时间是微妙级的。
2.4.2 网络安全
针对网络安全,iDVP也有相应的对策。
iDVP有三层防御能力,针对车外网络,iDVP通过设备认证,安全服务,安全协议等技术,防止黑客从车云批量攻击车辆,提升远程操控指令操作的安全性;针对车内网络,iDVP有车载信任环,防止假冒件/水货接入车内网络后触发错误行车动作,规避驾驶安全隐患;针对车身部件,iDVP采用一车一授权的方式,确保车身部件都是正版,实行部件级的安全启动和升级。
3. 华为与客户的合作模式
有了iDVP的平台,车企可以聚焦于和用户体验直接相关的应用层,迅速开发新功能,满足用户对智能化的需求,在软件定义汽车时代更好地服务用户。
那在实践中,车企等客户如何与华为合作,让iDVP给自己赋能呢?
车企可以采用平台模式——华为提供基础管理软件和设备抽象,车企自己开发原子服务和应用软件;也可以采用共创模式——华为提供基础管理软件和设备抽象,车企和第三方共同开发原子服务和应用软件;或者直接采用全栈交付模式——华为提供包括基础管理软件、设备抽象、原子服务、应用软件等全套服务。如下图所示:
△合作模式
车企具体选择那种方案主要基于自身的特点及需求,而且也不局限于上述三种方式。
除了灵活地选择合作模式,客户还可以按需灵活选择配套工具。华为提供了全套的工具链,客户可以采用全套工具,也可以采用一部分工具。当前,华为跟业界主流的工具都已做了格式匹配。
4.结语
根据华为在4月16日的发布会上释放的信息,华为iDVP智能汽车数字平台已经正式进入商用阶段,今年下半年就会有两家车企的五款车型正式SOP上市。
审核编辑:刘清
华为iDVP智能汽车数字底座的结构与预期功能
- 以太网(165911)
- ecu(53844)
- SOA(27198)
- 智能汽车(106320)
- 域控制器(2427)
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今日,华为以线上直播的形式举办了“2021华为智能汽车解决方案生态论坛”,以“聚享生态,合创未来”为主题,广邀车企、行业组织、合作伙伴、应用服务商等各方伙伴线上参会,共议开放共赢的繁荣生态。
2021-12-22 14:26:433762
华为云助力贵州打造数字经济高地
“让云无处不在,让智能无所不及,共建智能世界云底座”。华为云计算技术有限公司贵安园区暨华为全球培训中心盛大开园,华为云的三个班级——“华为云人工智能高研班”、“华为云云服务工程师培训班”、“华为
2022-01-03 11:22:481931
华为智能IT底座助力行业数字化转型
在2022年巴塞罗那世界移动通信大会(MWC)期间,华为举办了Day 0峰会,并发布了一系列新的IT产品和解决方案,以帮助运营商打造新型“智能IT底座”。华为常务董事、ICT基础设施业务管理委员会
2022-03-02 11:28:471113
华为云将与用友共建智能世界云底座
“2022用友BIP技术大会”在京召开,本次大会以“用友iuap平台——企业数智化新底座”为主题,发布多款数智化服务新品。华为云中国区CTO肖苡受邀参加了本次会议,并见证了“用友&华为云 云平台融合方案”的发布。
2022-04-20 09:49:40955
智能汽车预期功能安全保障关键技术的应用研究及未来展望
由于性能局限、规范不足或可合理预见误用导致的预期功能安全问题层出不穷,严重阻碍了智能汽车的快速发展。本综述聚焦智能汽车预期功能安全保障关键技术,分别从系统开发、功能改进和运行3个阶段进行了系统的总结,最后从基础理论、风险防护和更新机制3方面进行了展望。本文可为智能汽车预期功能安全研究提供重要参考依据。
2022-10-19 16:08:37899
让云无处不在,让智能无所不及---华为云共建智能世界云底座
2022年9月29日,印尼首届华为云峰会在雅加达开幕。本届峰会以“为数字印尼打造云底座”为主题,邀请到当地行业领袖、专家、合作伙伴、媒体等嘉宾,共同就云促进数字经济发展、数字生态构建等热点话题展开
2022-10-23 23:38:21641
共筑使能千行百业的数字底座 | HDC 2022松湖对话顺利召开
董事长黄颖、湖南开鸿智谷数字产业发展有限公司董事长李新宇、深圳开鸿数字产业发展有限公司监事彭江 以“共筑使能千行百业的数字底座”为主题,畅谈了基于OpenAtom OpenHarmony(以下简称“OpenHarmony”)打造的行业数字底座的生态进展、挑战以
2022-11-06 22:20:08476
华为云:构筑行业云底座,一切皆服务
【中国,深圳,2022年11月7日】华为全联接大会2022在深圳和线上举办。华为云CEO张平安发表“构筑行业云底座,一切皆服务”主题演讲,分享了华为云在“构建全球存算网”“加速应用现代化”“使能产业
2022-11-07 15:23:49229
全球首个港口全面数字孪生技术底座“津鸿”发布
日前天津港集团联合华为公司、深圳开鸿数字产业发展有限公司发布全球首个港口全面数字孪生技术底座——“津鸿”。 智慧港口的打造基于“津鸿;“津鸿”则是以鸿蒙系统为内核、面向港口工业互联网
2022-12-12 19:39:501482
华为智能汽车解决方案全面升级,打造智能天花板
iDVP 智能汽车数字平台,打造软件定义汽车的黑土地 【中国,上海,2023年4月16日】2023上海国际汽车工业展览会即将盛大开启,华为于车展前夕 首发HUAWEI ADS 2.0(Advanced
2023-04-16 16:15:05748
HAS 2023 | 华为SPN,构筑新一代电力通信网数字底座
| 华为SPN,构筑新一代电力通信网数字底座 文章出处:【微信公众号:华为数据通信】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
2023-04-19 01:00:08486
深开鸿CEO王成录:开鸿安全数字底座,可以成为未来城市的数字底座
港口行业的成功应用与实践,从港口领域逐步扩展到不同的行业,构建城市安全数字底座。 会后,深开鸿CEO王成录博士接受了新华社、智能制造、甲子光年等多家媒体访谈,王成录提到: 开鸿安全数字底座,可以成为未来城市的数字底座。 通过充分的连接和延展,
2023-05-25 08:05:021155
HiFS2023 | 华为金融云网,构筑金融数字化网络底座
近日,在华为全球智慧金融峰会2023期间,华为数据通信产品线“IP CLUB:华为金融云网,构筑金融数字化网络底座”分论坛成功举办,吸引全球众多金融精英相聚一堂,分享金融数字化转型与智能升级探索
2023-06-09 19:15:01426
智能网联汽车功能安全开发解决方案
概述“安全”被普遍认为是智能驾驶汽车被用户接受或者得到商业应用较大的问题,传统汽车电子按照功能安全(ISO26262,避免系统性故障及随机硬件失效)标准进行安全设计,而智能驾驶汽车安全要求超越了功能
2021-10-22 18:47:01547
华为云 GaussDB 构建智能数据底座,助推中国数字经济发展
4 月 27 日,由国家网信办、国家发展改革委、科技部、工业和信息化部、国务院国资委、福建省人民政府联合主办的第六届数字中国建设峰会在福州顺利召开。华为中国云业务部数据库领域总经理李世豪在会上
2023-06-29 16:46:31275
星火与昇腾强强联合:通用智能新底座建设意
讯飞星火和华为昇腾强强联合,推动我国通用智能新底座的建设。这是一次强有力的冲击,对于人工智能产业的发展来说,可谓是意义重大。你有没有想过,大模型能力跃迁背后,到底需要怎样的支撑呢?
2023-07-11 10:16:48233
星火与昇腾强强联合:通用智能新底座建设意
拥有7大核心能力,不仅在教育、办公、汽车、数字员工等多行业领域有广泛应用,更是向通用认知智能大模型的发展方向进发。而华为昇腾自主创新算力平台则是让国产大模型架构在自主创新的软硬件基础之上更加强大。升级后的算力
2023-07-11 10:56:45236
深开鸿王成录:开鸿安全数字底座,构建“物联、数联、智联”数智体系
建设加速前进集智聚力。 王成录发表了“开鸿安全数字底座,践行信创数字中国”的演讲,分享了开鸿安全数字底座在行业的实践,以及赋能航天领域的新路径。 开鸿安全数字底座 构建“物联、数联、智联”数智体系 当前,我国开源力量崛起,开源成
2023-08-04 20:55:09405
普华基础软件推出纯国产智能网联汽车软硬件一体化数字底座解决方案
近日,普华基础软件股份有限公司(以下简称普华基础软件)与苏州旗芯微半导体有限公司(以下简称旗芯微)携手,正式推出基于AUTOSAR标准的纯国产智能网联汽车软硬件一体化数字底座解决方案,为汽车智能
2023-08-11 09:58:43764
华为梁华:夯实智能算力底座,助力高质量发展
8月19日,2023中国算力大会在宁夏银川举行,华为公司董事长梁华出席大会并发表主题演讲,分享数字经济时代,如何建设好、使用好、发展好算力基础设施,夯实算力底座,共同促进算力产业与数字经济的高质量
2023-08-20 12:55:01594
深开鸿王成录:开鸿安全数字底座,构建“物联、数联、智联”数智体系
建设加速前进集智聚力。王成录发表了“开鸿安全数字底座,践行信创数字中国”的演讲,分享了开鸿安全数字底座在行业的实践,以及赋能航天领域的新路径。开鸿安全数字底座构建“物联
2023-08-17 09:33:17353
华为盘古大模型预期怎么样 华为盘古大模型需要光模块吗
华为盘古大模型预期怎么样 华为盘古大模型需要光模块吗 华为是一家全球知名的电子信息技术公司,成立于1987年。华为以其硬件设备和技术解决方案而闻名,同时也投资大量资金和时间研究人工智能领域。而华为
2023-08-31 10:20:041754
孟晚舟称将打造中国算力底座 华为All Intelligence启动
孟晚舟称将打造中国算力底座 华为All Intelligence启动 AI火爆全球吸引了众多的科技企业投身其中,在今日的华为全联接大会 2023 上,华为副董事长、轮值董事长、CFO 孟晚舟称将打造
2023-09-20 17:17:30665
软通动力基于华为云底座打造解决方案,加速制造行业智能化
参加了该论坛,并发表 “基于华为云底座的数据治理解决方案” 主题分享,共议智能制造行业智能化之道。 李永初表示,随着科技不断进步和社会不断发展,传统产业的生产运营已经无法满足现代社会的需求。当前,越来越多的企业通过引
2023-09-21 21:20:07315
深开鸿解伟俊:筑牢开鸿数字底座,做优做大行业数字经济
9月20日下午,华为全联接大会2023“向新向智,数智筑基——共探数智升级新路径”深开鸿x中软国际主题分论坛在上海世博中心举行。深开鸿高级副总裁解伟俊受邀出席并发表了《开鸿安全底座,践行数字中国
2023-09-22 08:35:571789
深开鸿王成录:开鸿安全数字底座,软件定义美好生活
与可持续发展之路。深开鸿CEO王成录在主论坛上发表了《开鸿安全数字底座,软件定义美好生活》的主题演讲,分享开鸿安全数字底座在智能家居领域的技术创新及实践应用。王成录
2023-10-18 08:33:47455
华为获颁SGS全球首张预期功能安全流程认证证书
11月,国际公认的测试、检验和认证机构SGS授予华为智能汽车解决方案BU SOTIF(ISO 21448:2022)预期功能安全流程认证证书。这也是SGS在全球颁发的第一张SOTIF流程证书,该证书
2023-12-03 09:52:49718
华为获颁SGS全球首张预期功能安全证书
11月30日,国际公认的测试、检验和认证机构SGS授予华为智能汽车解决方案BU SOTIF(ISO 21448:2022)预期功能安全流程认证证书。这也是SGS在全球颁发的第一张SOTIF流程证书
2023-12-05 13:18:58571
再添安全“护甲”!德赛西威通过SOTIF预期功能安全流程认证
12月8日,国际权威认证机构UL Solutions向德赛西威颁发智能汽车解决方案ISO 21448(SOTIF)预期功能安全流程认证证书。这是继功能安全、网络安全取得权威认证后,安全技术保障方面
2023-12-08 18:00:02250
夯实Net5.5G,构筑数字化发展网络新底座
中国,深圳,2023年12月25日,在“首届网络创新发展峰会”期间,华为数据通信产品线副总裁邱月峰发表了题为《夯实Net5.5G,构筑数字化发展网络新底座》的主题演讲。他表示,进入5.5G时代
2023-12-26 19:10:02267
东风旗下猛士科技与华为合作发力智能汽车
东风旗下猛士科技与华为合作发力智能汽车 日前东风旗下猛士科技与华为签署战略合作协议。重点是推动华为智能汽车解决方案商业化落地。
2024-02-22 17:30:28653
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