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2021年9月15-17日，“第三屆世界新能源汽車大會(huì)”（WNEVC 2021）在海南國際會(huì)展中心盛大召開，由中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、海南省人民政府、科學(xué)技術(shù)部、工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運(yùn)輸部、國家市場監(jiān)督管理總局、國家能源局共同主辦。本次大會(huì)以“全面推進(jìn)市場化、加速跨產(chǎn)業(yè)融合，攜手實(shí)現(xiàn)碳中和”為主題，邀請全球各國政產(chǎn)學(xué)研各界代表展開研討。

在9月17日下午舉辦的主題峰會(huì)“下一代電動(dòng)化平臺(tái)與電氣架構(gòu)”上，華為智能汽車解決方案BU架構(gòu)設(shè)計(jì)與集成驗(yàn)證部部長蔡建永發(fā)表精彩演講。

蔡建永分享了華為在智能汽車計(jì)算和通信架構(gòu)方面的思考和未來的發(fā)展方向。他指出，為應(yīng)對智能汽車配置、安全、監(jiān)管法規(guī)、體驗(yàn)方面的挑戰(zhàn)，華為BU架構(gòu)設(shè)置了開放安全、分層解耦、靈活伸縮平滑演進(jìn)、持續(xù)發(fā)布快速迭代四個(gè)目標(biāo)。他認(rèn)為面向未來的汽車架構(gòu)是“基于區(qū)域接入集中計(jì)算架構(gòu)”，架構(gòu)的設(shè)計(jì)理念要以用戶體驗(yàn)為中心，做到軟件可升級(jí)、硬件可伸縮、安全可保證、商業(yè)可創(chuàng)新。

以下內(nèi)容為現(xiàn)場演講實(shí)錄：

今天非常高興能在這里跟大家探討一下關(guān)于智能汽車的數(shù)字平臺(tái)，在最近幾年走向智能汽車轉(zhuǎn)型上面，有一點(diǎn)百花齊放的感覺，基本上每一個(gè)有一點(diǎn)想法的公司都在構(gòu)建自己的平臺(tái)，每一個(gè)公司有自己的方向和戰(zhàn)略，到底哪一個(gè)方向才是真正的代表未來的方向，帶著這樣的問題，華為智能汽車BU這邊有自己的思考，跟大家一起探討。今天我的演講題目是智能汽車的計(jì)算和通信架構(gòu)的思考。

我們看一下整個(gè)智能汽車有幾大趨勢，第一是所謂的配置，現(xiàn)在可以看到整個(gè)配置變得越來越豐富，組合越來越多，帶寬越來越大，可以看到無論智能汽車硬件、還是外設(shè)、還是軟件，軟件平臺(tái)，操作系統(tǒng)，中間件應(yīng)用等等，都是變得越來越多，但是帶來一個(gè)新的挑戰(zhàn)，如何管理好軟硬件組合的復(fù)雜度，平衡競爭力、質(zhì)量、成本和E2E的效率，這是第一個(gè)挑戰(zhàn)。

第二個(gè)挑戰(zhàn)，整個(gè)從體驗(yàn)來講，智能汽車消費(fèi)者面對智能汽車的時(shí)候，消費(fèi)者的體驗(yàn)需求是在持續(xù)增加的。為了做好一個(gè)智能汽車不僅需要考慮不同的消費(fèi)者，有司機(jī)本人，還有自己的家人，朋友；同時(shí)還要考慮智能汽車各種場景，上下班場景，長途出行的場景，購物的場景，甚至還有自己開著新車用一些新功能高光時(shí)刻的場景；此外觸點(diǎn)越來越多，這個(gè)車從遠(yuǎn)程開車開空調(diào)開始，到最后進(jìn)入使用車，離開車，最后到車的升級(jí)維護(hù)等等，都有大量的需求，所以可以看到第一點(diǎn)用戶體驗(yàn)需求在持續(xù)增加的。第二可以看到我們的消費(fèi)者受到了先進(jìn)造車勢力的影響，比如特斯拉的影響，他的期望也是越來越高的。同時(shí)可以看到我們的使用者在使用消費(fèi)類產(chǎn)品的時(shí)候，使用手機(jī)、Pad和電腦的時(shí)候也把這樣的消費(fèi)習(xí)慣帶到智能汽車?yán)铮脩趔w驗(yàn)預(yù)期不斷上升。反過來看，OEM未來實(shí)現(xiàn)車的口碑的傳播，因?yàn)檫@個(gè)車銷售給用戶之后客戶的體驗(yàn)在不斷下降，但是智能車不一樣，可以升級(jí)，體驗(yàn)可以越來越好，這樣可以構(gòu)建車企品牌的黏性，也可以構(gòu)建新的商業(yè)模式實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展。

另外我們可以看到從監(jiān)管法規(guī)看，整個(gè)監(jiān)管和法規(guī)要求智能汽車能夠及時(shí)修復(fù)漏洞，智能汽車因?yàn)橥庠O(shè)的風(fēng)控和代碼的增加，有兩大沖擊。第一個(gè)，整個(gè)智能汽車的攻擊面非常多，我們可以看到物理接口有蜂窩移動(dòng)、藍(lán)牙、Wifi和USB等等都會(huì)成為攻擊的入口，同時(shí)智能汽車研發(fā)、生產(chǎn)、供應(yīng)、制造、銷售每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可能給黑客們一個(gè)攻擊的機(jī)會(huì)，流程上有很多的攻擊的點(diǎn)。智能汽車因?yàn)榇a增加，不少的代碼是開源代碼，存在很多的漏洞，這些漏洞怎么可以及時(shí)修復(fù)，怎么發(fā)現(xiàn)漏洞后及時(shí)打上補(bǔ)丁，也是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)。從全球的監(jiān)管和法規(guī)的趨勢看，我們可以看到越來越多的國家制定各種要求，未來兩到三年會(huì)密集實(shí)施包括功能安全，域的安全和網(wǎng)絡(luò)安全、隱私保護(hù)相關(guān)的法律，監(jiān)管會(huì)從信息安全，轉(zhuǎn)向網(wǎng)絡(luò)安全，從體制內(nèi)轉(zhuǎn)向全社會(huì)，從被動(dòng)防御轉(zhuǎn)向主動(dòng)防御。這帶來一個(gè)新的挑戰(zhàn)，智能汽車如何構(gòu)建整車級(jí)安全機(jī)制確保真正讓監(jiān)管機(jī)構(gòu)放心的。

智能汽車有兩個(gè)安全問題，功能安全方面，一個(gè)是協(xié)同控制，轉(zhuǎn)向制動(dòng)和車輛控制之間的協(xié)同，和智能駕駛的協(xié)同，版本兼容之間，軟件功能失效和降級(jí)，還有硬件，會(huì)造成六大功能安全的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)還有八大網(wǎng)絡(luò)安全的風(fēng)險(xiǎn)，網(wǎng)絡(luò)安全來看我們看到有萬物互聯(lián)增加的攻擊面，還有大數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)，隱私保護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)，有12到18年生命周期的風(fēng)險(xiǎn)，傳統(tǒng)的防護(hù)手段會(huì)失效風(fēng)險(xiǎn)，產(chǎn)業(yè)追溯能力帶來的不足，OEM安全能力不足，安全漏洞指數(shù)增長等等8大風(fēng)險(xiǎn)。但是智能汽車如果行駛在路上，如果機(jī)器駕駛之后，受到網(wǎng)絡(luò)攻擊，兩者耦合起來，這個(gè)車很有可能發(fā)生不可預(yù)計(jì)的問題，造成人身傷害、公共安全的傷害。第四個(gè)挑戰(zhàn)如何讓智能汽車讓消費(fèi)者、讓OEM放心。

要解決智能汽車帶來的以上四大挑戰(zhàn)，從架構(gòu)角度看要實(shí)現(xiàn)四個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)：第一是從接入角度看需要保證架構(gòu)的開放和接入設(shè)備的安全性，開放性表現(xiàn)為接入多樣化新的傳感器、執(zhí)行器，新的計(jì)算平臺(tái)，同時(shí)對老的ECU兼容。安全性表現(xiàn)為確保完善的網(wǎng)絡(luò)安全、隱私保護(hù)和功能安全。從解耦的視角看，我們需要考慮如何解耦提高復(fù)用性，無論上層應(yīng)用軟件、功能軟件，還是底層的傳感器和執(zhí)行器，必須保證它能夠解開，這樣一次開發(fā)，面向一個(gè)車型，一個(gè)平臺(tái)，一個(gè)車企開發(fā)的軟件和傳感器，或者相應(yīng)的傳感器、執(zhí)行器可以在跨車型跨平臺(tái)甚至跨車企復(fù)用，提高效率。從組網(wǎng)和可持續(xù)演進(jìn)的視角看，架構(gòu)可靈活伸縮，可以覆蓋低端車輛和高端車輛，按需配置這是非常重要的一個(gè)目標(biāo)。另外我們可以看到要可以實(shí)現(xiàn)平滑演進(jìn)，充分面向未來，支持不同智能駕駛等級(jí)的演進(jìn)。最后一個(gè)是從持續(xù)構(gòu)建能力來看，智能汽車應(yīng)該是持續(xù)演化，持續(xù)進(jìn)化，如何構(gòu)建整車級(jí)的持續(xù)構(gòu)建能力和整車級(jí)的仿真能力，用戶體驗(yàn)的需求以月為單位進(jìn)行發(fā)布，漏洞和補(bǔ)丁的修補(bǔ)以周為單位修復(fù)。

我們看一下智能汽車架構(gòu)的過去時(shí)進(jìn)行時(shí)和未來時(shí)，可以看到之前是以分布式架構(gòu)為主，基于很多的ECU，以功能軟件為單位的架構(gòu)。該架構(gòu)主要特征是I/O和ECU是耦合的，這里有一個(gè)非常讓人討厭的東西-通信矩陣。每次調(diào)整這個(gè)要調(diào)整通信矩陣，要協(xié)調(diào)通信矩陣的兩端，協(xié)調(diào)下來效率非常低，時(shí)間非常長，整個(gè)架構(gòu)調(diào)整非常緩慢，以年為單位。做一個(gè)新的架構(gòu)通常需要兩到三年，快速開發(fā)的能力基本沒有，安全性很弱，每一個(gè)ECU不可能實(shí)現(xiàn)非常完善非常豐富的網(wǎng)絡(luò)安全能力。當(dāng)前主流是基于域控制器，中央網(wǎng)關(guān)這樣的架構(gòu)。可以看到架構(gòu)的調(diào)整相對來說會(huì)變得比較簡單，在域控制器內(nèi)部調(diào)整相應(yīng)的軟件比較簡單，如果在域控制間調(diào)整架構(gòu)會(huì)帶來一些新問題，開放性也相對一般，開放的速度居于中間，然后域控制器領(lǐng)域安全性可以進(jìn)一步加強(qiáng)，整車設(shè)備管理基本很弱，基本各自為戰(zhàn)。面向未來2025年國際的主流車廠推出的“基于區(qū)域接入集中計(jì)算架構(gòu)”，在區(qū)域上可以看到我們所謂的VIU上面完成了所有的傳感器、執(zhí)行器的抽象接入，架構(gòu)軟硬件解耦很徹底，一旦穩(wěn)定之后，調(diào)整新的架構(gòu)，外設(shè)不夠要增加新的設(shè)備和算力非常簡單，架構(gòu)調(diào)整效率非常高，基本按照季來調(diào)整，因?yàn)檎麄€(gè)架構(gòu)是建在服務(wù)化的基礎(chǔ)上的，在上層應(yīng)用的開發(fā)可以非常快地對已有服務(wù)進(jìn)行開發(fā)。安全性無論接入點(diǎn)上還是中央計(jì)算上都可以有非常好的布置安全防護(hù)能力，所以整個(gè)車的安全能力可以做到非常好，因?yàn)榻y(tǒng)一接入所有的設(shè)備包括傳感器執(zhí)行器，包括ECU，包括中央計(jì)算單元是可視可管的，未來智能汽車一定有一個(gè)設(shè)備管理器，可以管到每一個(gè)設(shè)備單元，可以知道每一個(gè)單元的耗電和運(yùn)行情況等等。

為了實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)目標(biāo)架構(gòu)，我們有未來智能汽車的六層建議，不具體展開了，剛剛長安的老總這邊講了六層架構(gòu)，底層機(jī)械層到第二層高壓層，到上面計(jì)算通訊層，軟件平臺(tái)，應(yīng)用軟件，云服務(wù)。我們認(rèn)為如果汽車服務(wù)于人的出行，面向智能汽車可持續(xù)的架構(gòu)，要以人為本，要圍繞用戶體驗(yàn)進(jìn)行持續(xù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)四大關(guān)鍵能力。第一個(gè)能力是軟件做到可升級(jí)，要做到跨車型跨平臺(tái)，跨車企的通用，持續(xù)發(fā)布，這樣減少浪費(fèi)，同時(shí)做大生態(tài)，使得我們整個(gè)中國的汽車產(chǎn)業(yè)從汽車的大國變成真正的強(qiáng)國。第二個(gè)硬件做到可伸縮可擴(kuò)展，傳感器要即插即用，面向智能汽車自動(dòng)駕駛的算力在持續(xù)不停進(jìn)化，這時(shí)候如何讓架構(gòu)支撐算力可持續(xù)擴(kuò)展非常重要。第三個(gè)安全要可保證，要構(gòu)建整車級(jí)的數(shù)據(jù)安全和縱深防御系統(tǒng)，未來架構(gòu)上首先要支持安全，在未來真正實(shí)現(xiàn)這樣的架構(gòu)。最后智能汽車架構(gòu)平臺(tái)要支撐商業(yè)模式的可創(chuàng)新，讓車真正成為可持續(xù)的可保值增值平臺(tái)，在全生命周期內(nèi)投資回報(bào)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)，在這個(gè)架構(gòu)平臺(tái)上無論平臺(tái)提供商、車企、供應(yīng)商、消費(fèi)者都可以在架構(gòu)上實(shí)現(xiàn)共贏。

下面再講一下具體的架構(gòu)的分層的實(shí)現(xiàn)，我們可以看到要實(shí)現(xiàn)軟件的可升級(jí)，硬件的可伸縮，安全的可保證，我們面向智能汽車進(jìn)行可持續(xù)進(jìn)化，首先第一層，硬件驅(qū)動(dòng)要標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)對所有的I/O設(shè)備的驅(qū)動(dòng)，這里的抽象硬件的驅(qū)動(dòng)，首先是建在抽象基礎(chǔ)上的，涉及到對相應(yīng)的原子設(shè)備，車?yán)锏腃AN和LIN通訊，包括一些驅(qū)動(dòng)進(jìn)行抽象，對相應(yīng)的車?yán)镪P(guān)鍵的硬件，比如座椅、車門、車窗、尾門、天窗、毫米波等等進(jìn)行硬件的抽象。第二層是區(qū)域接入硬件層，包含區(qū)域接入的網(wǎng)關(guān)，涉及智能駕駛的硬件和智能座艙的硬件和智能車控的硬件，針對不同的領(lǐng)域，針對車控領(lǐng)域功能安全非常好，算力比較好，實(shí)時(shí)要求很高，對智能駕駛硬件算力更高，可靠性要求很高，對于娛樂性硬件相對來說功能安全比較低。第三基礎(chǔ)框架技術(shù)操作系統(tǒng)。第四層標(biāo)準(zhǔn)化整車服務(wù)，原子服務(wù)，基于這個(gè)原子服務(wù)可以看到要定義針對車的動(dòng)力學(xué)控制，剛剛很多專家談到要有原子服務(wù)，針對車的能量管理和熱管理，針對座椅尾門，包括驅(qū)動(dòng)控制，輔助駕駛智能駕駛等等服務(wù)，定義為原子服務(wù)，是一個(gè)積木，所有的伙伴可以在原子服務(wù)基礎(chǔ)上增強(qiáng)開發(fā)。第五層是應(yīng)用和云服務(wù)層，OEM第三方快速定義用戶體驗(yàn)，開發(fā)各種原生應(yīng)用增值服務(wù)，滿足用戶個(gè)性化需求，這點(diǎn)商業(yè)模式非常重要，將來的軟件一定是要付費(fèi)的，而且可以面向單車收費(fèi)。第六整車級(jí)開發(fā)套件，剛剛清華大學(xué)的老師提到很多的軟件現(xiàn)在都不在中國自己手里面，我們可以看到未來的智能汽車需要網(wǎng)絡(luò)級(jí)的配置需要運(yùn)行環(huán)境的供應(yīng)鏈，需要整車級(jí)服務(wù)建模和仿真，需要整車級(jí)的開發(fā)集成和驗(yàn)證的工具支撐智能汽車的開發(fā)。

智能汽車的網(wǎng)絡(luò)配置有多種選擇，一方面可以看到是用星型組網(wǎng)，左邊可以看到星型組網(wǎng)是VIU直接連到VDC上，然后MDC和CDC，CDC是做娛樂域的，MDC是智能駕駛域的，VDC是車控的，然后連到云上，可以兼顧成本和安全，同時(shí)組網(wǎng)比較簡單。同時(shí)如果我們考慮面向未來，可以用千兆以太網(wǎng)做環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)，所有的傳感器，所有的通訊鏈路，所有的計(jì)算，所有的供電，包括所有的傳輸，都是雙冗余的，這是高可靠、高安全、高智能化。剛剛談到如果MDC自動(dòng)駕駛的控制器失效了，可以通過VDC，通過這個(gè)來進(jìn)行備份，如果VDC失效可以通過VDU備份，整個(gè)系統(tǒng)被攻擊的時(shí)候，在開車的時(shí)候發(fā)現(xiàn)CDC或者VDC被黑客攻破，可以強(qiáng)制把VDC關(guān)閉，可以讓其他的接管，實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)駕駛。兩種形式，星型組網(wǎng)可以適配成本比較敏感的車型，環(huán)型組網(wǎng)適配更高端的車型。

我們?nèi)A為在中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)帶領(lǐng)下，持續(xù)不斷推動(dòng)整個(gè)設(shè)備抽象和原子服務(wù)的定義。第一個(gè)是設(shè)備抽象，我們第一個(gè)目標(biāo)是設(shè)備和端口進(jìn)行解耦，屏蔽硬件功能實(shí)現(xiàn)和其他的差異，零部件廠家完全相應(yīng)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)。第二層目標(biāo)是基礎(chǔ)平臺(tái)計(jì)算通訊架構(gòu)，包括基礎(chǔ)操作和基礎(chǔ)軟件框架，是基礎(chǔ)平臺(tái)來做的，基礎(chǔ)平臺(tái)提供商如果你有非常好的操作系統(tǒng)能力，有中間件的能力，任何零部件供應(yīng)商也可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的基礎(chǔ)平臺(tái)，這個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)會(huì)提供整車基礎(chǔ)運(yùn)輸環(huán)境框架操作系統(tǒng)。第三層是原子服務(wù)層，目標(biāo)要實(shí)現(xiàn)原子服務(wù)和平臺(tái)的解耦，提升軟件的復(fù)用性，這是SDV工作組在聯(lián)合化和標(biāo)準(zhǔn)化，基礎(chǔ)平臺(tái)供應(yīng)商要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)和相應(yīng)的基層。最后是應(yīng)用和服務(wù)層，應(yīng)用和服務(wù)解耦，使得應(yīng)用快速開發(fā)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化千車千面的結(jié)果，建議OEM來主導(dǎo)，構(gòu)建OEM差異化的競爭力。相應(yīng)的原子服務(wù)和設(shè)備抽象，中汽協(xié)發(fā)布了軟件定義汽車征集意見稿，歡迎各位零部件供應(yīng)商加入相應(yīng)的工作組一起來完善和增強(qiáng)相應(yīng)的API。這是當(dāng)前的現(xiàn)狀，當(dāng)前SDV工作組成員由22家擴(kuò)展到45家，有車身控制類，有運(yùn)動(dòng)控制類，還有自動(dòng)駕駛類的，還有9家集成交互驗(yàn)證的，20家聯(lián)合在一起的，這些工作組在持續(xù)擴(kuò)張加大，也歡迎大家的加入。

把數(shù)字世界帶入每一輛車，這是華為的使命。謝謝大家。

（注：本文根據(jù)現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)演講嘉賓審閱）