軟體定義汽車:未來,你也能「一鍵更新」汽車功能!

【蔣士棋╱北美智權報 編輯部】

曾經有人估計,電動車所使用軟體的複雜度將不亞於5架波音787飛機的規模,若再考量到感測器、網路通訊等的各類運算,對晶片數量和效能的需求也會大幅增加。這也反映了在軟體定義汽車(Software Defined Vehicle)風潮下,傳統汽車產業將逐漸與資通訊產業相融合,讓更多元的應用創意在新世代的電動車上百花齊放。

本刊前文(Arm:半導體晶片專門化發展趨勢已經成形)曾經報導過,為因應多樣、複雜的新興需求,專門化運算將成為未來半導體晶片的應用趨勢。其中最典型的案例,就是方興未艾的電動車產業。

安謀(Arm)亞太區車用市場資深總監鄧志偉表示,汽車的電動化已經是個不可逆的趨勢,而且伴隨著傳統的內燃機退出市場,既有的汽車結構也必然跟著大改。此外,因應行車安全與自動駕駛的需求,先進駕駛輔助系統(ADAS)也逐漸成為新車的標準配備。「現在連入門級的車款都要標榜自己有Level 2+的自駕等級,」他補充,「如此一來車上的感測器數量、資料規模也會大幅增加,對晶片運算能力的要求更是大幅提高。」

ADAS已逐漸成為新車標準配備

此外,人機介面也是這波電動車產業變革的重要推手。「這不只是開開冷氣、音響而已,」鄧志偉強調,電動車重視的是乘客的使用體驗,尤其在新功能不斷升級的同時,也必須讓車內的使用者能夠完整使用。換句話說,這就像人們早已習慣的智慧型手機一樣,在每一次作業系統或應用程式更新後,使用者就能夠享受更高效、便捷的服務。

圖1:在軟體定義汽車的趨勢下,未來的汽車也能透過軟體更新安裝新功能 (來源:https://www.arm.com/blogs/blueprint/software-defined-vehicle)
圖1:在軟體定義汽車的趨勢下,未來的汽車也能透過軟體更新安裝新功能 (來源:https://www.arm.com/blogs/blueprint/software-defined-vehicle)

能讓汽車跟資通訊設備一樣,透過系統升級來提升效能,就是軟體定義汽車(Software Defined Vehicle)的意義。「簡單來說,軟體定義汽車有兩大目標:一個是能透過軟體升級,另一個是加快開發時程,」鄧志偉表示,除了運輸工具不可或缺的功能安全(functional safety)以及即時回應(real-time response)之外,軟體定義汽車的發展軌跡,將會愈來愈類似智慧型手機、資料中心等資通訊產品。

因此,目前由硬體架構主導一切的車輛產品,未來將轉變為由軟體系統定義、主導。「這樣的好處是產品的功能不會受到既有的硬體框架限制,如果廠商開發出更新的駕駛安全技術,就能透過軟體更新安裝到車子裡,」鄧志偉預測,在此一趨勢下,車輛在設計硬體架構時,就必須預留日後效能再成長的空間,「例如針對特定功能的發展趨勢,晶片規格就必須跟得上未來的運算需求。」

至於更關鍵的軟體,更將顛覆現行的嵌入式系統(embedded system)。鄧志偉指出,由於電動車的功能日益多元,傳統的嵌入式系統不但無法滿足需求,更有安全上的疑慮。因此,他認為,軟體定義汽車勢必改採集中化運算的概念,也就是將過去分散在各個子系統的運算功能,整合進同一個作業系統平台上,再用效率強大的CPU分配運算能量。換句話說,未來電動車的環境感測、聯網通訊、車用娛樂……都會轉化成可持續升級的應用。

在共通技術平台下,軟體定義汽車可望提早實現

圖2:SOAFEE的管理委員會(governing body)成員,除了Arm還包含雲端(aws)、傳統汽車供應鏈(BOSCH、Continental)以及軟體業者 (來源:https://soafee.io/)
圖2:SOAFEE的管理委員會(governing body)成員,除了Arm還包含雲端(aws)、傳統汽車供應鏈(BOSCH、Continental)以及軟體業者 (來源:https://soafee.io/)

Arm在2021年主推的SOAFEE,主要工作就是建構電動車的軟硬體架構平台,讓有興趣投入的業者可以在共通的產業標準之上,開發電動車產品。「SOAFEE完全是開源的,而且從程式碼就做到開源;這是因為我們希望愈多人加入愈好,」鄧志偉強調,除了科技大廠外,許多傳統汽車產業鏈還有雲端、軟體業者,在這一年間都加入SOAFEE的運作。他也估計,最快在2025、2026年間,就可以看到SOAFEE架構正式導入市場應用。

對於產業界,尤其是有志於進軍電動車產業的資通訊業者來說,產品開發的速度也將因為SOAFEE而增加。「有了共通的技術規格,電動車的軟、硬體研發就能夠同時進行,」鄧志偉強調,SOAFEE提供了一個雲端原生(Cloud Native)的模擬環境,讓業者可以在實際投入生產前,先在雲端系統中進行研發與測試,「現在一項汽車的新功能經過反覆測試、驗證通過至少要三到五年,但以後大部分的工作都可以在雲端上進行,上市的時程可望大幅縮短,」鄧志偉說。

很明顯地,未來的汽車產業將與現在大不相同。消費者買車時關注的不再只是當下的性能,還包括未來的擴充潛力;業者提供的除了車輛本身以外,更會以加值的升級服務作為行銷訴求;更重要的是,有了共通的技術平台,各式各樣的應用都可望在汽車這個載體上呈現。這樣的夢想,想必很快就會實現。

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