刘宝柱 刘魏娜
一汽-大众汽车有限公司
摘要：文中从传统汽车和智能汽车两方面阐述了汽车软件的现状，并分析了汽车软件的发展瓶颈及发展方向。
关键词：汽车软件；现状；发展前景
0引言
在新四化的趋势下，传统汽车的软件发展仿佛是口诛笔伐的旧社会代表，被无数进步势力不断diss。然而，拥有这些老掉牙软件的传统汽车却像野草一样，不但没有没落，而且还在扩张领地。对于比较新潮的互联网软件，传统汽车似乎完全不搭界。
1汽车软件的现状
1.1传统汽车软件
传统汽车同样拥有软件。如传统汽车的空调系统，天气比较热时，需要把空调的温度调低,例如，从26度调到22度。Step1: 驾驶员手动给空调旋钮一个信号，将温度调整到22度。Step2: 空调控制单元接收到信号后，从车外，出风口等地方收集信息，以决定下一步送风量。Step3: 空调控制单元给予风门控制器一个信号，把风门的角度变大。Step4: 空调控制单元给压缩机一个信号，让压缩机运转，保证后续冷风的供给。完成这个循环后，空调控制单元会重复Step2以决定后续的送风量，风门开启角度。
空调控制单元是整个机构的“大脑”，它担负起把人的需求，转化成实际的动作，并检查这些动作是否满足了需求。而这个过程，就是通过软件实现的。其实在空调控制单元里面，有一个小的PCB板，它的上面集成了这些简单的控制程序。可能和我们认识可能有些差异，这个控制器也拥有内存和缓存，并且有处理器。比如德系的空调控制器有大约1MB的内存，用于存储程序（使用C语言编写而成），同时有128Kb的缓存，用来存储临时数据。除此之外，这个控制器内部还有一个处理器，其中一个就是32位的96 MHz的处理器。
可见：1）汽车的很多模块都有所谓的“软件”，除了上面举例说明的空调，玻璃升降，天窗等都是这样的小系统。2）这些系统之间很少通信，也就是他们之间不交流。相对而言，这些小而独立的系统，构成了复杂的汽车系统。3）正是由于这些系统的独立性，这些系统没必要协同，也就是说这些系统都是独立开发的。
1.2智能汽车软件
在这几年的新能源汽车发展，催生了很多“智能”系统，比如语音控制系统、自动泊车系统等。这些系统仿佛是新能源汽车的标配，好像有了这个系统一下子汽车变成了新物种，就是智能汽车了。为了和传统汽车划清界限，这些汽车连宣传卖点都变了。
目前应用比较广泛的智能系统，我们会发现这些都是偏信息娱乐类的，也叫汽车舒适域。一旦涉及到整车的动力/驾驶，就只有很少的车企涉猎，并建立控制系统。现在所说的智能系统，很多都是从传统车本身就有的自适应巡航，自动泊车改造而来。所以，现阶段大部分所谓的智能汽车，实现比较多的是把手机搬到了车机的显示屏上，这样整车可以显示更多的信息，实现车主的娱乐需求，完成一些简单的车辆控制。而汽车的核心--驾驶系统，目前还独立在智能之外。只有自适应巡航，自动泊车这些所谓的智能软件的发展，才算触及到了汽车功能的底层，而真正的自动驾驶，才可以称作用软件重新定义了汽车。
2汽车软件发展前景分析
2.1汽车软件的发展瓶颈
首先，汽车软件编写要有自己的规则。如MISRA，这就是目前汽车界为了统一大家的编写语言架构制定的规范，考虑到汽车软件的复杂度，这个规范和互联网编程规范比起来，非常的简单幼稚。
而我们熟知的手机APP的开发，目前主流的已经跟PC的软件开发框架融合的很好了，手机的操作系统主流的就是IOS和Android，还有winCE，这些操作系统发展的很成熟，开发框架已经逐渐和原有的PC这些主流编译和开发语言整合了，比如JAVA的体系已经把基础库都涵盖了不同操作系统的编译能力。
其次，汽车界有可能诞生新的编程架构和规范吗？这就是AUTOSAR(AUTOmotive Open System Architecture 汽车开放系统架构)。这是一家致力于制定汽车电子软件标准的联盟，由全球汽车制造商、部件供应商及其他电子、半导体和软件系统公司联合建立，各成员保持开发合作伙伴关系。自2003年开始，AUTOSAR架构致力于车辆电子系统软件的交换与更新，并为高效管理愈来愈复杂的车辆电子、软件系统提供了一个基础。这个规范，其实就是实现了现在互联网界的几个基础：软硬件分离，各软件之间使用统一语言交互，各种接口统一，便于通信。不过这个架构虽然公布了十多年了，不过鲜有革命性的成果，是因为各个汽车厂都有自己的小算盘，不想轻易把一些东西让出去，就像每个传统制造企业都想保护自己专利一样。所以，各个主机厂也在出自己的标准，也有很多供应商参与到这个工作中来。
2.1汽车软件的发展方向
在传统汽车软件里面，我们可以看到很多的额外安全设定，就是为了避免意外。我们的手机软件出错了，最多死机，很快后台就会有程序更新，把Bug修复。而汽车的软件，尤其是驾驶相关，是不允许出错的，特别是行驶当中。因为一旦有了问题马上就出出现以下结果：造成人员伤亡，这是无法允许发生的。而后面的问题对主机厂也是一个难以面对的局面：责任判定，车辆维修和召回，不但有大量的经济损失，也会引起大量的社会恐慌。所以汽车软件还有功能安全来进行冗余设计，避免特殊情况下带来的危害，也就是说要保证汽车始终可控。这就是汽车软件与互联网软件的第二个区别：汽车的安全属性太强，以至于软件开发的原则，是安全性，而不是便利性。
汽车的智能化属性将越来越强，加上摩尔定律在硬件行业的持续作用。从长远来看，汽车软件必将面临整合。分布于汽车各个区域的分散的软件，将来会集中到某一个或几个ECU中，也就是软件层面上，汽车具备了“大脑”。另外，随着各种传感器，雷达的价格降低，性能提升，这些ECU会接管更多的传感器，并收集这些信息进行计算。除了汽车本身的软硬件发展，其相关的网络发展，如5G，车内网的发展会助力车内电器以及软件的互联，也就是说，软件的连接有更多的介质，而不是总依靠于信号线。
相比于现在传统汽车分散的控制器以及软件，Tesla有三个核心的“处理单元”：自动驾驶和娱乐模块，左侧车身控制器，右侧车身控制器。第一个模块负责驾驶辅助/娱乐系统，也可以说这个系统可以深入到汽车控制的底层。后两个分管了汽车的车门，灯光，底盘系统。其实这个架构非常像电脑的架构，电脑有所谓的南桥北桥，也有CPU，在电脑上各个硬件的交互非常成熟，也非常流畅，有业内人士指出Tesla车身电器架构的设计之初就是借鉴了电脑的架构，所以从这个角度来说，Tesla的整车，更像行走的电脑。相比于现在其他主机厂的汽车，还是在汽车上增加电器的模式，如果Tesla的道路证明是成功的，那么现在来看，Tesla对于目前市面上的车来说，是一个革命性的存在。
除此之外，Tesla还有自己的电池管理系统，热管理系统，能源分配系统等，这里不是我们讨论的重点，就不再累述。除了以上架构的不同，Tesla在内部也启用了车内网。从实际的使用体验来看，Tesla有更多的人车交互，这带来的更多的乐趣。所以很多人评论说，Tesla更像一个Computer，而其他的汽车更像Machine。
从上面Tesla的例子来说，它至少实现了我们所说的几个未来趋势：软件整合，车内网以及更多的传感器的接管（在某些功能上Tesla其实不算传感器最多的，其他新能源车如小鹏有更多的传感器）。在可见的商业领域，Tesla可能代表了未来的趋势。从瓶颈上来说，还有三个技术难点：1）传感器，特别是激光雷达的技术革新和价格降低2）各种软件的进一步道路试验，已进行安全性的改进，如自动驾驶还需要更长里程的实验，以及各种场景的实验。3）如何用用更稳定的车内网来替代现有的信号线，以带来更大的硬件和软件空间。