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雷鋒網(wǎng)新智駕按：本文作者李星宇，地平線市場拓展與戰(zhàn)略規(guī)劃副總裁，自動駕駛行業(yè)專家，前飛思卡爾應用處理器汽車業(yè)務高級市場經(jīng)理、原士蘭微電子安全技術專家，16年半導體行業(yè)經(jīng)驗。文章主要探討智能化浪潮下，智能汽車電子構架如何進行變革，經(jīng)作者授權發(fā)布。
在數(shù)字化重塑的浪潮下，一場深刻的汽車電子電氣（E/E）構架變革正在醞釀，汽車行業(yè)正在沿著當年PC和手機行業(yè)走過的路邁向智能時代。這背后將折射出怎樣的技術挑戰(zhàn)、行業(yè)變局與應對措施？
只有把視野放在在機器人時代宏大的敘事背景下，我們才能看到這場智能汽車電子構架變革之于這個時代的全部意義?？吹节厔莶⒉浑y，難的是自我革命，誰能更堅決地擁抱這一趨勢，誰就能贏得百年汽車行業(yè)百年巨變的競爭。
以下是本文幾個關鍵結論：
1、智能汽車將將成為一部移動的超級計算機兼數(shù)據(jù)中心，是IT史上最復雜的單一產品，將誕生新的Wintel。
2、新的E/E構架商業(yè)化落地時間大約在2025年。
3、組織變革是OEM在這場技術革命中面臨的最大挑戰(zhàn)。
4、智能汽車作為移動自主機器的第一形態(tài)，將撬動比自身市場大得多的商業(yè)價值。
5、E/E構架變革四大趨勢：計算集中化、軟硬件解耦、平臺標準化以及功能定制化。
6、新的E/E構架將基于中央計算機-層-區(qū)的概念構建，體現(xiàn)服務導向構架（SOA）的理念。
7、新的E/E構架將使OEM在與領先的Tier1的博弈中重新贏得主動權。
8、AI邊緣計算芯片是技術制高點，需要越過成本、功耗和性能的臨界點。
今天，E/E構架設計面臨四大挑戰(zhàn)：功能安全、實時性、帶寬瓶頸、算力黑洞。為此，智能汽車E/E構架正從分布式走向集中式；其終極形態(tài)將是超級中央計算機，這其中包括四個關鍵趨勢：計算集中化、軟硬件解耦、平臺標準化以及功能定制化。
圖 1 智能汽車電子電氣構架發(fā)展趨勢
1、計算集中化：服務導向的系統(tǒng)構架（SOA）將成為主流，為軟件提供高性能實時計算平臺，在這樣一個大的理念下，將催生真正的汽車大腦：超級中央計算機。并與MEC（多接入邊緣計算）以及云計算組成協(xié)同式解決方案，避免車端算力需求無限增長。
伴隨著計算集中化，產生了一個新的概念：區(qū)控制(zone control)，與目前流行的域控制器概念有本質不同。拿軍事打個比方，域概念就像是按照職能劃分海陸空三軍（電源域、底盤域、娛樂域、安全域），并且有獨立的作戰(zhàn)權，但不能彼此共享資源，而區(qū)概念則是按照戰(zhàn)區(qū)進行組織劃分，與中央計算機形成了聯(lián)合作戰(zhàn)司令部+戰(zhàn)區(qū)的概念，協(xié)同性和執(zhí)行效率將得到質的飛躍。
2、軟硬件解耦：SOA構架還將產生硬件抽象層（HAL）的概念，硬件不再被某個功能獨享，例如，一顆前視攝像頭過去可能被AEB/ACC系統(tǒng)獨占，但現(xiàn)在，任何車載功能都能調用這顆攝像頭，這意味著一個獨立的感知層會出現(xiàn)，成為一種公用資源。
今天，功能安全是智能汽車面臨的最大挑戰(zhàn)之一，如果按照分布式的構架，為每個功能增加獨立的安全冗余硬件，簡直就是一場成本災難，但基于新設計構架，可以將所有的硬件資源與應用打通，將有更多的安全路由選擇，為功能安全以經(jīng)濟成本實現(xiàn)開辟一條新的道路。
在供應鏈管理方面，因為每種資源都有很多獨立供應商，OEM將有更多的選擇，而不像選擇域控制器供應商那樣打包購買，讓OEM跟領先的Tier1的博弈之間重新贏得主動權。
3、平臺標準化：在未來，OEM可能只會開發(fā)一個電動汽車平臺，覆蓋低端車型、中端和高端車型。主機廠將打造自己的硬件平臺，并滿足三個原則：通用性、標準化以及互操作性，它使得智能汽車行業(yè)的協(xié)同進化變得更加高效。
更重要的原因來自商業(yè)考慮：錢！開發(fā)這樣的智能平臺可能需要編寫超過3億行代碼，比Windows操作系統(tǒng)要高一個數(shù)量級，開發(fā)并維護多個平臺在經(jīng)濟上不可行。
大眾和福特已經(jīng)在電動汽車領域共享EMB平臺，以降低開發(fā)成本。近日，戴姆勒與寶馬宣布合作，共同開發(fā)自動駕駛技術，以降低開發(fā)成本，并建立自動駕駛標準。
隨著這一趨勢深入發(fā)展，很可能會出現(xiàn)類似PC行業(yè)的Wintel平臺，進而形成一個面向智能汽車的生態(tài)系統(tǒng)，這一通用平臺將被大多數(shù)OEM采用，正如我們在PC和手機行業(yè)看到的那樣。
4、功能定制化：智能化是未來品牌差異化的核心要素，主要是通過增加軟件功能來實現(xiàn)。在未來，OEM交付的汽車將不是一個功能固化的產品，而是一個持續(xù)進化的機器人，Tesla最近通過OTA升級發(fā)布的“哨兵模式”和“狗狗模式”非常生動地體現(xiàn)了這一點。
*未來的智能汽車將有一個開放的應用平臺
幾乎可以肯定的是，智能汽車是IT史上軟硬件開發(fā)量最大的單一產品，將引領IT工業(yè)邁入億級代碼+千T級算力的時代。
圖2：智能汽車所需要的軟件代碼量遠超IT史上任何一個產品
對于OEM來說，這是一次徹底的顛覆，將帶來四個方面的巨大變化：組織、人才、供應鏈和核心技術。
組織變革最具挑戰(zhàn)性，將所有汽車功能域進行集成對組織機構的沖擊空前；從根本上重塑主機廠的組織構架，從面向功能的組織轉向平臺型開發(fā)組織。
重新定義智能化時代的核心技術：計算平臺、操作系統(tǒng)和應用軟件。Tesla的核心技術布局是芯片和軟件，可謂切中要害。
從技術角度看，最大的挑戰(zhàn)來自AI邊緣計算。
在過去的數(shù)年里，我們看到自動駕駛的等級每提高一級，AI算力差不多要提升一個數(shù)量級。如果要實現(xiàn)全自動駕駛，我們需要1000TOPS量級的算力，這已經(jīng)達到人腦的算力。
這個等級的算力需要AI芯片突破成本、功耗和性能的瓶頸，就必須將處理器構架的創(chuàng)新，與算法和工具鏈相結合，軟硬協(xié)同進行設計。脫離算法和工具鏈，單純談芯片的絕對算力是沒有實際意義的。
當前的業(yè)界存在一個很大的誤區(qū)，往往會把絕對算力當作衡量AI芯片的主要指標，但我們真正需要的是有效算力，需要從四個維度來衡量：算力的有效利用率，每瓦的有效算力，每美元的有效算力，以及算力轉化為AI結果的效能（目標數(shù)量，幀率等）。
這樣的整體解決方案決定了數(shù)據(jù)轉化為決策/服務的效率和質量，是時代真正呼喚的硬科技。谷歌是這個理念的實踐者，TPU的成功已經(jīng)證明了這一點，在國內，初創(chuàng)公司地平線基于這樣的理念，推出了極高效能的征程AI芯片，并即將推出第二代征程芯片。
可以說，未來的智能汽車就是一部移動的超級計算機兼數(shù)據(jù)中心，而邊緣的人工智能處理器是智能汽車競爭的主戰(zhàn)場，更是技術制高點。
預測未來的最好方法就是去創(chuàng)造它，特斯拉、安波福、GM以及寶馬等是這場變革的先行者。
根據(jù)安波福的規(guī)劃，這種轉變是分階段進行的。2022年將會推出一個混合構架，把PDC（電源數(shù)據(jù)中心）整合到傳統(tǒng)的車載E/E構架中。到2025年，將實現(xiàn)開放式中央計算機的構架。
圖3 ：安波福的中央計算構架定義
最激進的車廠非特斯拉莫屬，在Model 3的E/E構架中，域控制器的概念被區(qū)控制替代，整個構架僅由三大模塊構成。
博世的漸進式路線從域的集中化開始演進，終極目標一樣是車載中央計算機。
圖6：博世的漸進式路線
寶馬在E/E構架方面的變化清晰地折射出計算集中化的趨勢。
*寶馬規(guī)劃的下一代E/E構架
從技術上總結，中央計算機-層-區(qū)的概念將建立起智能汽車的新構架。區(qū)是局部控制、感知與執(zhí)行單元，層是按照職能劃分的資源池，中央計算機是真正的決策大腦，面向應用/服務，調用各層資源，執(zhí)行高級決策，由區(qū)控制單元執(zhí)行決策或完成態(tài)勢感知任務。
對于車載E/E構架來說，中央計算機概念是全新的，但對于PC和手機行業(yè)，都已經(jīng)是非常成熟的概念。當智能化浪潮從IT行業(yè)延伸到汽車的時候，我們看到了相同的故事正在上演，汽車行業(yè)的基因正在發(fā)生改變。
從這個意義上講，無論是蘋果、英特爾、高通、三星還是華為，他們大舉進軍汽車行業(yè)的邏輯，絕非簡單地復制，而是將自身的IT基因與汽車固有的基因進行新的編輯，進化出新物種，并引領計算行業(yè)從手機的TOPS時代走向POPS（1000TOPS）時代，在這一過程中，他們有先天的基因優(yōu)勢。
目標往往是清晰的，但通往目標的路徑卻大相徑庭，無論是IT新貴，還是汽車行業(yè)老兵，大家都是基于自己的優(yōu)勢積累，從不同的坡，爬同一座山。在這個過程中，對于產品路線圖、性能、安全性和成本的拿捏，各家都不盡相同，很難講哪條路更好，所以無論是大陸和博世的漸進式域融合（domain fusion）路徑，還是特斯拉和安波福更激進的實踐，都是面向未來的探索，都值得尊重。
從PC到手機，再到機器人，每一代智能設備相比前代，都是十倍體量的增長。智能汽車作為移動自主機器的第一形態(tài)，是機器人時代當之無愧的殺手級應用，更是技術旗艦，將催生無數(shù)種的移動機器人。正如蒸汽機開啟了工業(yè)革命時代，手機行業(yè)引領了整個移動設備時代一樣，智能汽車最終將撬動比自身市場大得多的商業(yè)價值。
「大咖Live」第41講，2019年4月9日（下周二）20:00，地平線市場拓展與戰(zhàn)略規(guī)劃副總裁李星宇將帶來關于《向超級中央計算機邁進--智能汽車電子構架變革迎接數(shù)字化重塑》的主題分享，詳解智能汽車電子架構變革的行業(yè)趨勢，分享地平線在自動駕駛處理器方面的研發(fā)和落地應用經(jīng)驗
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李星宇，地平線市場拓展與戰(zhàn)略規(guī)劃副總裁；
自動駕駛行業(yè)專家，前飛思卡爾應用處理器汽車業(yè)務高級市場經(jīng)理、原士蘭微電子安全技術專家，16年半導體行業(yè)經(jīng)驗。
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地平線具有世界領先的深度學習和決策推理算法開發(fā)能力，將算法集成在高性能、低功耗、低成本的邊緣人工智能處理器及軟硬件平臺上，為機構提供高性能、低功耗、低成本、完整開放的邊緣計算人工智能解決方案。
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