汽车软件开发模式的5个特点

汽车软件开发属于较为复杂的系统工程，经常让来自不同知识背景的工程师在观点交锋时出现分歧。在解决复杂性和对齐讨论基准时，可以通过勾勒出讨论对象最关键的几个特征来树立典型概念。本文旨在通过5个典型特点的抽取，来勾勒出汽车软件开发模式的特殊性和变迁性。

01.车载与非车载软件的分类及差异

汽车软件是非常复杂的，种类繁多自是预料之内，首先需要解决分类这个最基本的问题。

1.1 带物理盒子的车载软件

最正宗的汽车软件当属ECU（Electronic Control Unit，电子控制器单元）里的软件，也就是车载软件。直观来看，就是固定在车上，并通过线束与电气系统或其他ECU连接起来的物理盒子。

ECU已经在汽车行业存在了近60年，但直到现在，ECU仍然是谈论汽车软件时的主要对象。只不过随着汽车电子电气架构的演变，ECU的功能越来越集中化——即现在炒得热火朝天的域控或中央计算。

无论如何，形式上来看，ECU或DCU（Domain Controller Unit，域控制器）都是嵌入在物理盒子里的车载软件产品。

1.2 车载软件的内涵

除了形式，再看功能内涵。首先，基于这两年广泛流传的博世五域划分，可以将车上的电子软件功能进行分区，即动力域（车辆运动）、底盘域（安全）、车身域（车身电子）、座舱域（娱乐信息）和自动驾驶域（驾驶辅助）。

这五域划分可以给出大框架的参考，但对于区分开发模式来说并不够友好。进一步的，车载软件可以划分为四类：

第一类：与整车高度耦合或安全等级较高的模块，如发动机控制、电机控制、刹车控制、电子助力转向控制、车身稳定控制系统ESP、混动系统控制、安全气囊控制、电池热管理等。
第二类：功能独立且安全等级较低的车身控制模块，如网关、照明控制、雨刮控制、车门车窗控制、无钥匙启动、天窗控制、座椅记忆控制、后视镜控制、功放控制等。
第三类：智能驾驶，ADAS、AD及附属的雷达或摄像头传感器等。
第四类：智能座舱或说车机，主要是以各类大屏为承载的软件。

1.3 非车载软件

除了车载软件，非车载类软件也广泛地存在于汽车行业的各个领域。包括云平台（如数据埋点后台、电池状态远程监控、OTA运营平台）、工具链软件、生产用下线电检软件（EOL，End Of Line）以及手机车联app和车机上的第三方app。

其中，云平台与app和互联网软件比较接近，车载软件和互联网软件则是完全不同类别的东西，谈论主体的不一致经常是两个行业背景的人产生分歧的原因之一。

当然，现在这些非车载软件还没有形成稳定及具规模的生态，所以本文仍然主要基于车载软件展开，但是V2X（Vehicle to Everything，车用无线通信技术）作为热点趋势仍值得被关注。

02.从代码到整车的5层集成

汽车软件种类繁多、模块众多，而且需要装在整车上跨模块、跨域体现功能，所以只要电子电气架构的集中化没有走到中央计算和云计算，只要供应链各方的软硬件自主权没有被收归一统，多层集成就不可避免。

按照当下的架构发展阶段可以把汽车软件的集成分为5个层次：

将软件单元集成到一起
将软件集成到硬件上
将硬件集成到机械壳体上
将ECU 集成到子系统中
将子系统集成到整车上

03.联调与整车级评价

汽车软件开发是个各模块或功能域协作的过程。一直以来，大家习惯于在各自的电脑上、台架上完成开发与验证，然后在集成点处进行确认。“各人自扫门前雪”的协作惯例能让分工清晰，也会让几乎不可避免的问题延后暴露。

因此，部分与整车环境依赖关系比较紧密的模块（第一类）会提前进行联调，比如说安全气囊控制器：整车碰撞试验会花费高额的成本，一旦试验失效会造成时间和金钱的巨大浪费，前期的联调非常必要，比如安装方向、传感器位置、线束连接、电阻范围、DTC状态、软件版本及对手件响应等的联调确认。当然安全气囊太成熟、太传统，软硬耦合程度太深了，对于与其他模块或整车耦合程度没那么高的模块（第二类），其联调必要性就会减弱，比如简单的天窗控制模块和方向盘加热模块，可能台架上连接一个电机和加热垫就绰绰有余。智驾和座舱逐渐脱离了传统汽车软件开发模式，而二者之间也有些不同。

智驾的开发验证可以依赖一部分仿真模拟，但终归需要整车的调试标定，尤其需要运动控制部分的功能完善。智舱集成了大量的人机交互内容，无论是控制指令的发出还是反馈信息的投屏，大屏正在变成人与车的I/O口，这让座舱的开发颇为困难，所谓联调或者协同验证的意义和必要性也十分显著。

总之，这一趋势正逐渐显现：联调正伴随着架构的集成化逐渐演变为对整车整体的评价。

04.开发验证受制于实车环境

仿真是个非常古老的概念，其发展看起来始终有些缓慢，汽车开发的各层级开发验证，都难以离开真实的物理环境，也就是车。车很贵，工程车尤其贵，退而求其次，大家用模拟信号与负载、用简易台架加ECU、用白车身、用拼凑的实车......而求其次自然会求来软件版本不对齐、验证负载不充分、暴露问题不及时等等各类次的问题。

受制于样件和实车的环境是汽车开发的特点，特别地，在架构融合的过渡阶段，更耦合的功能、更多的交互，会让这种单一仿真环境凸显出更大的问题。