在软件定义汽车的趋势下，面向服务的整车电子电气架构也产生了几项共性目标，包括数据驱动的工程开发、虚拟化工程开发、开发、测试及集成的快速迭代、新业务模式、软硬解耦和更快地上市速度等。
那么，软件定义汽车能提供什么价值？9月22日，在盖世汽车主办的2023第三届智能汽车域控制器与中央计算平台创新峰会上，大陆集团车联网与架构事业群中国区客户首席工程师张伐表示，通过软件的架构设计，可以实现软件不同层次地迅速迭代，进而帮助主机厂实现功能增值，最终满足用户的不同场景需求。另外，通过建立车在边缘计算，能够利用云技术部署汽车行业的应用，达成车云计算协同，这一架构也将支持以大数据闭环为基础的数据驱动工程。
张伐｜大陆集团车联网与架构事业群中国区客户首席工程师
以下为演讲内容整理：
软件定义汽车的电子电器架构
谈到中央计算单元，我们离不开整车电子电气架构。一个好的整车电子电气架构必然要考虑很多因素。软件定义汽车作为未来的发展趋势，有一些共性的东西，在此基础上我们认为有些可以作为整车的电子电气架构要实现的目标，必须要有虚拟化的工程开发，数据协同的开发环境，支持自动化CICT的测试迅速迭代，另外应该帮助主机厂产生新的业务模式。软硬解耦也是必不可少的，这些种种结合在一起，目标就是为了帮助主机厂能够实现更好的产品落地以及更快地上市速度。
图源：大陆集团
软件定义汽车还有些特别重要的价值因素要考虑，尤其是在涉及到电子电气架构中。首先一个很重要的因素是由于软件程度的复杂性以及高耦合性，产品会超过600万行代码，我们可以通过软件的架构设计，实现软件不同层次的迅速迭代。通过迭代，能够帮助厂家实现功能增值，给用户提供不同的场景。现在很多厂家在传统的底盘功能上，希望把简单的底盘功能做到功能解耦，和中央计算单元进行更复杂的场景结合，提供更好的驾乘体验。
架构上需要支持主机厂能够针对不同的车系、车辆品种提供统一的用户截面以及上层应用层次的统一，在这方面欧洲的厂家做得比较规范，因为对于全球的OEM来说他们会有不同的国家车机和操作系统来供给终端用户，必须考虑到不同地区的用户习惯以及其他地区性的差异，所以他们通常会制定一个相同的软件框架，但会提供不同的UI和UX来满足不同地区的客户要求。在车载边缘计算上，尽可能使用此架构支持虚拟化，利用云端资源在软件迭代过程中能够充分利用一种不需要固定的硬件设备，在上面进行编译计算，然后到实车上进行实地化测试之前，完成整套的系统迭代，大陆集团也有相应的配套软件工具。
在以大数据为闭环的数据驱动方面，这次量产项目成功实现了大数据闭环。车内以CAN-FD做主干网，我们能把主干网数据经过压缩然后进行上传，帮助OEM厂家方便获取在实时路况以及其他场景下的原始数据，能够在测试过程中尽快发现问题并解决，从而实现在此种框架下迅速改进软件迭代过程。这张图非常清楚地描述了近十年来软件框架的发展趋势，从模块化到数字集成到域集中计算，逐步演绎到跨域计算，最后会趋向于整车中央计算。
图源：大陆集团
我们试图用另外一个维度让大家了解此架构对于车的影响。在此框架上大家可以看到模块化到功能集成、域集成，然后跨到域的融合以及服务器和域框架，最终过渡到整车中央计算单元，这种趋势从左到右。不同的颜色能形象地表现出在中央计算单元当中它融合了哪些东西，可以看到有些开始跨域。服务器和区域集成架构是普遍认可的行业趋势，为什么这样说？在2023年广汽项目上成功帮助OEM厂家落地，在星灵架构上我们能从ECU、整车线束以及服务迭代的角度来构成服务器和区域集成架构的量产，实现减少20个ECU，线束减少40%，这是明显的量产化带来整体OEM性能提高以及减少整车成本的很好的例子。
图源：大陆集团
下一代跨域融合场景的选择
量产以后下一步怎么走，不单单是主机厂、Tier1，包括芯片公司都有这样的问题。为什么会造成这个问题？因为在未来整车计算快融合的路径，每个OEM都不尽相同，没有非常确定的统一方向，每个OEM都有一些传统的供应链、传统的车的背景，但架构有不同的趋势。造成跨域融合有不同方案的原因有很多种，我们粗略估算了一下，有几个方面：第一，新的半导体技术、片上系统以及汽车总线架构的演变，从can、canfd到到以太网再到PCI-E，这是跳跃性的发展。
第二，新的商业方式。主机厂在传统的卖车功能上会提供新的车型即服务、自动驾驶即服务，以及功能即服务的增值性服务，包括出口车型要符合的功能安全、信息安全和网络安全的相应法规，比如欧盟表示在2024年以后上市的汽车必须符合新的规范。集中式的电器架构对于线速成本和整车成本提出了更高的要求，归根到底，我们希望通过跨域融合让车的功能实现简单化，能够让产品变化迅速落地，减少开发中的复杂程度。由于跨域融合有很多场景，大陆集团也做了调研，跟各个欧洲的供应商和中国的OEM做了探讨，它本身也有不同种的合作和跨域融合的可能性。
不同的OEM有不同的诉求，但最主要的四个域是车身、底盘控制、自驾和座舱，这四种结合在一起有多种融合方式，哪种融合方式会代表未来的方向呢？从此表格来看，趋势没有明确，没有占90%以上的趋势肯定未来。但在其中也找到了一些规律，从各个OEM反馈来看，发现AC-HPC驾舱融合是普遍认可的方式。但从大陆集团的角度来说，还会从另外的角度看，比如实时性、时间所需的计算机能力、对外界媒介的带宽、安全性能、功能安全、信息安全和软件的升级扩展性。
图源：大陆集团
从架构的维度看，传统的ECU还会进一步保留，会向域控制器进一步发展。同时单一的ECU会进一步发展为HPC高性能的计算单元。ADCU 也会进一步发展，会随着场景NOA、GSR、NCAP的法规，进一步增强算力,进一步演变ADAS HPC。
另外一种可能性是Security gateway、BCM和底盘会进一步融合控制HPC。底盘功能有一个趋势叫滑动底盘，根据估计能够在未来的3-5年实现线控底盘的落地。如果可以顺利落地，那么底盘功能可以进一步上移，跟VC HPC融合，从而实现复杂场景在高性能计算单元上的实现。最终回到整车的一站式解决方案(One box Solution)，
中央高性能计算单位的整体解决方案
针对此情况以及不确定性，大路集团推出了中央高性能计算单位的整体解决方案。整体解决方案是工程化的方案，也就是说它是可实现的，，工程方案主要集中在它是统一性的解决方案，会针对顾客不一样的工程诉求，提供单域、叠站式和机架式的解决方案。另外上面有集中式的冷却系统，因为中央高性能计算单元one box solution会有结构化散热的问题，不管是单域还是叠栈式HPC，它的发热量都是以百瓦以上，这样高性能计算单元HPC的散热是很大的问题，在制造业上也会带来很多工程上的挑战性。
图源：大陆集团
从架构来说，设计系统肯定会考虑到如何实现，以及如何让它能够迅速根据客户或者主机厂的要求获得工程落地。基于此思路我们设计了一个系统架构，有可插拔式的即插即用的HPC架构，能够在一块底板上通过高速的数据接口把HPC底板和 HPC 连接，集合在一起能够实现即插即用式的HPC整体解决方案。单域的或者特定域的HPC有一块主板，加上外接的连接器和冷却系统。冷却系统是一个柔性的冷却板，加上可叠加式的热点冷却器，帮助芯片能够在发热情况下迅速散热。
中间是叠栈式的HPC解决方案，帮助用户有两个域融合的整体解决方案，在两块版之间通过一个可插拔式的柔性冷却板来连接。具体而言，柔性板会通过热点的冷却器和发热的SOC直接接触，从而能够对导热的性能极大提高，从而复杂的设备在工程上就容易制造和标准化。
第三是通过两个柔性板的迭代，在底板上也支持柔性板的插槽，可以迅速使各个HPC板连接，导热性能提高。产品的亮点主要有三点，第一是柔性的冷却板，第二是热点的冷却器，第三是可插拔式的解决方案。这三个加在一起可以使产品更加节能，更加便于工程化落地，最终使产品在顾客和OEM的角度，根据不同车系获得好的工程化推向市场的时间。
另外，通过可插拔式解决方案，未来用户可以通过4S店获得换硬件的机会，这样也便于在产品的整个生命周期内迅速通过软硬迭代的方式减少对OEM的要求。我们希望通过高性能计算单元的解决方案以及工程化冷却系统的介绍，能够和主机厂一起加速HPC产品的落地，给用户提高更好的驾乘体验，推动中国市场HPC产品进一步更好的发展。
（以上内容来自大陆集团车联网与架构事业群中国区客户首席工程师张伐于2023年9月21-22日在2023第三届智能汽车域控制器与中央计算平台创新峰会发表的《中央高性能计算单元及冷却系统》主题演讲。）