知迪首席技術(shù)官劉鎏博士接受蓋世汽車專訪

得益于“新四化”變革的迅猛演進(jìn)，汽車產(chǎn)業(yè)正以前所未有的速度從傳統(tǒng)機(jī)械定義邁向“軟件定義汽車（SDV）”時(shí)代。

放眼市場(chǎng)，如今智能電動(dòng)汽車不僅越來越多的功能開始由軟件定義，甚至在整車開發(fā)驗(yàn)證、生產(chǎn)制造以及銷售售后等環(huán)節(jié)，軟件的重要性也日益凸顯。數(shù)據(jù)顯示，目前單車上軟件及相關(guān)電子元件的價(jià)值占比已經(jīng)高達(dá)55%。

然而，軟件重塑整車價(jià)值鏈的同時(shí)，新的挑戰(zhàn)也隨之而來。一個(gè)現(xiàn)實(shí)的問題是，伴隨著車內(nèi)軟件代碼量與復(fù)雜度的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，如何高效、可靠地開展汽車電子功能集成與驗(yàn)證，成了不容回避的話題。

目前來看，基于整車總線通信網(wǎng)絡(luò)的仿真測(cè)試，正發(fā)揮越來越重要的作用。

“因?yàn)榭偩€數(shù)據(jù)整合其實(shí)代表了車輛狀態(tài)，只要找到合適的組合量，就可以覆蓋車輛實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。這也就意味著，通過模擬總線通信信號(hào)，就可以測(cè)試控制器的各種功能。”日前，知迪科技首席技術(shù)官劉鎏博士接受蓋世汽車采訪時(shí)表示。

作為車輛總線仿真領(lǐng)域的主要參與者之一，知迪多年來一直致力于整車研發(fā)工具鏈及智能化測(cè)試平臺(tái)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用?；谠诳偩€領(lǐng)域多年的深耕，知迪構(gòu)建了涵蓋數(shù)據(jù)記錄、總線信號(hào)分析及仿真、接口設(shè)備等在內(nèi)的全棧工具鏈產(chǎn)品，并與眾多國(guó)內(nèi)外頭部車企達(dá)成了深度合作，已然成為汽車智能化變革的重要推動(dòng)力量之一。

知迪科技

首席技術(shù)官  劉鎏博士

智能汽車變革，催生總線仿真新需求

在汽車領(lǐng)域，總線通信測(cè)試其實(shí)并非新概念。

自車內(nèi)引入電子控制器ECU開始，汽車就從純粹的機(jī)械系統(tǒng)變?yōu)榱思?jì)算、通信與控制于一體的3C架構(gòu)。其中通信，作為維持整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的核心要素，其可靠性和準(zhǔn)確性對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)起著決定性作用。

也因此，早期通信測(cè)試主要用來確保汽車電子系統(tǒng)中實(shí)時(shí)通信鏈路的高可靠性和準(zhǔn)確性。

而知迪所聚焦的通信測(cè)試，更多是基于通信內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)的仿真驗(yàn)證。相較于傳統(tǒng)實(shí)車測(cè)試，這種方案由于是通過在仿真環(huán)境中模擬總線網(wǎng)絡(luò)通信，進(jìn)而對(duì)控制器性能等進(jìn)行測(cè)試與評(píng)估，可大幅提升開發(fā)效率，縮短新功能的開發(fā)驗(yàn)證和落地周期，同時(shí)顯著降低研發(fā)成本。比如自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試，就是這一方法論的典型代表。

“對(duì)于普通控制器或者車身域控制器，同樣可以使用基于信號(hào)的測(cè)試開展功能級(jí)驗(yàn)證，尤其整車開發(fā)作為一項(xiàng)同步工程，往往需要各個(gè)組件同步開發(fā)，在這期間不可能每個(gè)部件都用實(shí)車測(cè)試，這時(shí)候就可以通過仿真進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試?！眲Ⅵ滩┦恐赋?。

圖片來源：知迪

不過，軟件定義汽車趨勢(shì)下，通信測(cè)試雖然應(yīng)用前景可觀，面臨的挑戰(zhàn)亦不容忽略。

“軟件定義汽車與傳統(tǒng)功能車的一個(gè)核心區(qū)別是，具備OTA功能，可以持續(xù)進(jìn)行整車功能升級(jí)。傳統(tǒng)汽車沒有OTA，整車功能出廠時(shí)就確定了，因此整車通信矩陣相對(duì)固化，測(cè)試比較簡(jiǎn)單，基本都是以周期信號(hào)進(jìn)行溝通?！眲Ⅵ滩┦勘硎?。

而在軟件定義汽車趨勢(shì)下，不僅整車功能可以通過OTA持續(xù)拓展，為實(shí)現(xiàn)對(duì)各功能模塊的高效整合和靈活調(diào)度，整車E/E架構(gòu)相較于傳統(tǒng)汽車集成化程度也更高。由于這種架構(gòu)上的融合，導(dǎo)致當(dāng)前整車通信網(wǎng)絡(luò)正呈現(xiàn)顯著的異構(gòu)、帶寬跨度大、實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)并存、上層協(xié)議眾多等多重特點(diǎn)。

以帶寬為例，目前車身控制層面如氛圍燈、座椅等功能模塊，雖然仍在沿用傳統(tǒng)LIN或者CAN總線，對(duì)應(yīng)傳輸速率大約在幾十到幾百kbps之間。但像ADAS、智能座艙等，由于需要實(shí)時(shí)處理和傳輸各類傳感器采集的數(shù)據(jù)，對(duì)總線的吞吐能力要求已經(jīng)達(dá)到了Gbps級(jí)別。

“現(xiàn)在1Gbps的車載以太網(wǎng)已經(jīng)在很多車型上量產(chǎn)了，接下來2.5Gbps或者10Gbps也有望逐步上車，對(duì)此我們已經(jīng)在推進(jìn)前期調(diào)研和產(chǎn)品試制。”劉鎏博士透露。

除了域集中化，汽車軟件架構(gòu)的SOA化，使得除了傳統(tǒng)周期性觸發(fā)信號(hào)，還涌現(xiàn)了諸如事件驅(qū)動(dòng)、服務(wù)發(fā)現(xiàn)以及服務(wù)訂閱等新型通訊模式，這些特性也顯著增加了通信測(cè)試的復(fù)雜性和不確定性。

另外，當(dāng)前功能域架構(gòu)對(duì)通信的實(shí)時(shí)性要求并不高，但隨著域融合架構(gòu)的演進(jìn)，已經(jīng)對(duì)通信提出了相應(yīng)的實(shí)時(shí)性要求。不僅如此，伴隨著OTA不斷成為智能電動(dòng)汽車標(biāo)配，驅(qū)動(dòng)整車開放接口越來越多，在網(wǎng)絡(luò)安全層面對(duì)整車通信也提出了更高的要求。“特別在信號(hào)加密上，仿真設(shè)備如何加入密鑰體系，對(duì)我們來說也是一大考驗(yàn)?！眲Ⅵ滩┦窟M(jìn)一步補(bǔ)充道。

事實(shí)上，除了整車E/E架構(gòu)變革，當(dāng)前智能電動(dòng)汽車賽道內(nèi)卷持續(xù)加劇，新車迭代速度越來越快，加之不斷高企的降本增效壓力，均在倒逼產(chǎn)業(yè)鏈上下游探索更加高效、低成本的研發(fā)模式。

正因?yàn)槿绱?，接下來伴隨著軟件定義汽車的快速發(fā)展，劉鎏博士認(rèn)為業(yè)界對(duì)基于通信和通信內(nèi)容的仿真測(cè)試需求會(huì)進(jìn)一步加大。

全棧自研，多維助力創(chuàng)新加速

據(jù)相關(guān)分析數(shù)據(jù)顯示，目前軟件相關(guān)的集成和驗(yàn)證成本占整車研發(fā)的比例已經(jīng)超過了40%，未來這一比例還有望繼續(xù)上升。

如果這些驗(yàn)證都可以借助總線仿真來實(shí)現(xiàn)，這無疑是一個(gè)巨大的藍(lán)海市場(chǎng)，但要吃下這塊“蛋糕”并不容易。

“一致的技術(shù)路線，多變的需求，這是我們目前面臨的最大挑戰(zhàn)?！眲Ⅵ滩┦恐赋?。

為此，秉承模塊化、靈活配置、可拓展理念，知迪構(gòu)建了一套完整的硬件測(cè)試工具鏈及系統(tǒng)解決方案，涵蓋從數(shù)據(jù)采集和記錄，到總線信號(hào)分析與仿真，再到臺(tái)架測(cè)試的全流程需求，可以支持包括車載網(wǎng)絡(luò)通信、智能座艙、智能駕駛、網(wǎng)關(guān)等在內(nèi)的多種應(yīng)用測(cè)試。

具體來看，數(shù)據(jù)記錄方面知迪的主要產(chǎn)品是Datalogger系列。該產(chǎn)品的核心亮點(diǎn)是支持多通道總線接口，如千兆以太網(wǎng)、FlexRay、CAN/CAN FD、LIN、串行通信等，以及多種不同的系統(tǒng)選型，包括普通單片機(jī)、ARM SoC、FPGA SoC、X86工控機(jī)+接口卡等，并具備高精度時(shí)間戳，能夠完整地記錄整個(gè)測(cè)試過程，包括數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)變化，為后續(xù)的驗(yàn)證評(píng)估提供充足數(shù)據(jù)支持。

圖片來源：知迪

其中最新一代產(chǎn)品是ZD-Datalogger3，這款產(chǎn)品專門面向新一代域控架構(gòu)研發(fā)，最多可支持24路CAN/CAN FD、16路百兆以太網(wǎng)、8路千兆以太網(wǎng)和2路10GBase-T1的總線記錄，以及最高3Gbps的連續(xù)記錄帶寬，并采用了可插拔雙SSD設(shè)計(jì)，而通過有線或無線上網(wǎng)設(shè)備連接知迪Cloud，該產(chǎn)品還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問、異地?cái)?shù)據(jù)共享等，助力提高協(xié)同研發(fā)效率。

“不僅如此，基于FPGA 技術(shù)，ZD-Datalogger3還支持靈活的OTA功能擴(kuò)展，比如IP攝像頭音視頻采集、總線消息過濾、Trigger模塊、動(dòng)態(tài)端口轉(zhuǎn)發(fā)等?！眲Ⅵ滩┦勘硎尽榕浜蟌D-Datalogger3硬件產(chǎn)品使用，知迪研發(fā)了一款總線數(shù)據(jù)采集平臺(tái)軟件TraceClient3，用于數(shù)據(jù)監(jiān)控、預(yù)覽、下載、轉(zhuǎn)換、配置等。

數(shù)據(jù)仿真方面，知迪也有多種不同的解決方案。比如針對(duì)低數(shù)據(jù)量、低通道數(shù)量的仿真需求，知迪有專門的嵌入式仿真設(shè)備，用于環(huán)境總線仿真，或者臺(tái)架測(cè)試。

而針對(duì)高數(shù)據(jù)量、多通道的仿真需求，知迪則有“上位機(jī)+接口設(shè)備”和“高性能工控機(jī)+接口卡”兩種不同的解決方案，配合自主研發(fā)的通用總線接口產(chǎn)品ZD-Box2i和汽車總線工具平臺(tái)軟件VBT，可以充分滿足整車廠及Tier1的總線數(shù)據(jù)分析、ECU開發(fā)、智駕場(chǎng)景仿真、數(shù)據(jù)回灌等研發(fā)需求。

圖片來源：知迪

作為知迪基于域控架構(gòu)設(shè)計(jì)的總線接口產(chǎn)品，ZD-Box2i支持現(xiàn)行全部標(biāo)準(zhǔn)車載總線接口，包括CAN/CAN FD、LIN以及車載以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)總線系統(tǒng)，可以覆蓋從研發(fā)到測(cè)試的各類需求，例如域控之間的車載以太網(wǎng)通訊，域控與子控制器基于CAN/CAN FD、LIN的仿真和監(jiān)控需求等。

VBT則是一款桌面端總線工具軟件，具備節(jié)點(diǎn)仿真、總線記錄、信號(hào)分析、診斷、標(biāo)定、腳本編寫等功能，可廣泛適用于單個(gè)ECU仿真測(cè)試、整車路測(cè)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控、車輛診斷、控制器標(biāo)定等。

圖片來源：知迪

另外，知迪還可以提供多種不同的測(cè)試附件，包括車載以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器、UART電平轉(zhuǎn)換設(shè)備、USB轉(zhuǎn)換器、通信鏈路安全組件等，確保通信和測(cè)試鏈路的正常連接。

“上面所有這些產(chǎn)品都是我們自主研發(fā)的，如此一來可以更好地支持客戶快速適配，降低不必要的硬件投入。但另一方面，我們的產(chǎn)品也具有模塊化特點(diǎn)，能夠靈活支持客戶的多元化配置需求?！眲Ⅵ滩┦勘硎?。

比如知迪的ZD-Datalogger系列，得益于模塊化特點(diǎn)，只需很小的改動(dòng)就可以支持客戶不同的帶寬需求，甚至國(guó)內(nèi)外不同市場(chǎng)的研發(fā)需求，為知迪開展全球化布局提供了重要支撐。

技術(shù)驅(qū)動(dòng)，有變化才有機(jī)會(huì)

在總線仿真領(lǐng)域，知迪憑借全棧自研的核心工具鏈，已成為國(guó)內(nèi)少有能夠全面替代海外研發(fā)工具鏈的企業(yè)。

接下來，如何進(jìn)一步強(qiáng)化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，是知迪亟待思考的問題。尤其當(dāng)前智能電動(dòng)汽車發(fā)展方興未艾，無論是軟件定義汽車變革，還是智能座艙、智能駕駛等新技術(shù)的持續(xù)演進(jìn)，都在不斷對(duì)總線仿真提出新需求。

據(jù)蓋世汽車研究院統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2023年國(guó)內(nèi)L2級(jí)自動(dòng)駕駛功能滲透率已經(jīng)超過了40%，相較于2022年提升近10個(gè)百分點(diǎn)。目前，智能駕駛正從L2快速朝著L3邁進(jìn)，并在應(yīng)用場(chǎng)景上向更復(fù)雜的城市場(chǎng)景拓展。

“這對(duì)仿真測(cè)試和數(shù)據(jù)記錄也提出了相應(yīng)的要求，特別是認(rèn)證流程的復(fù)雜度會(huì)大幅提升?！眲Ⅵ滩┦勘硎尽?/p>

圖片來源：知迪

為此，目前知迪正在積極開展相關(guān)布局，并面向智能駕駛域控制器研發(fā)和測(cè)試構(gòu)建了端到端測(cè)試解決方案，涵蓋數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)回灌、ADAS/AD HIL閉環(huán)仿真等，多維度助力智能駕駛加速量產(chǎn)落地。

“但仿真軟件不在我們的產(chǎn)品線里面，知迪更多關(guān)注的是仿真場(chǎng)景輸出后怎么給到控制器，針對(duì)這部分提供基礎(chǔ)硬件以及軟件解決方案?！闭劶爸邱{領(lǐng)域具體的規(guī)劃，劉鎏博士表示。

除了以客戶需求為導(dǎo)向，持續(xù)完善產(chǎn)品與技術(shù)布局，基于中德兩地完善的科研與運(yùn)營(yíng)布局，知迪同時(shí)也在進(jìn)一步擴(kuò)大客戶規(guī)模，尤其是助力自主車企加速出海。

事實(shí)上，知迪很早就具備全球化視野，并在海外開展了相關(guān)布局?；厮葜习l(fā)展，最初就啟程于德國(guó)Ingolstadt，至2015年正式進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。

此后幾年，知迪在德國(guó)進(jìn)一步設(shè)立了巴伐利亞研發(fā)中心、斯圖加特以及柏林辦公室，持續(xù)深化中德兩地的協(xié)調(diào)發(fā)展。也正因如此，目前知迪很大一部分客戶均為BBA等跨國(guó)車企，包括他們?cè)趪?guó)內(nèi)的合資公司、研發(fā)中心等。

在此基礎(chǔ)上，近年來伴隨國(guó)內(nèi)智能電動(dòng)汽車快速發(fā)展，知迪正在積極拓展本土客戶，包括服務(wù)本土車企出海，并已經(jīng)和多家頭部新勢(shì)力車企達(dá)成了合作。

“相較于外資車企，國(guó)內(nèi)企業(yè)不僅研發(fā)迭代速度更快，需求也更為多變，但由于我們的工具鏈也是軟件定義的，可以通過軟件升級(jí)快速滿足國(guó)內(nèi)車企的差異化需求?！闭劶皣?guó)內(nèi)外客戶的不同需求，劉鎏博士指出。

以O(shè)TA為例，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前國(guó)內(nèi)整車前裝標(biāo)配率已經(jīng)突破80%，其中頭部車企全年OTA升級(jí)次數(shù)多甚至超過了50次，即平均每月約有4次升級(jí)，這必然對(duì)研發(fā)迭代速度提出了更高的要求，包括更快的測(cè)試驗(yàn)證速度。

另外，國(guó)內(nèi)車企對(duì)電動(dòng)汽車發(fā)展的投入也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國(guó)際品牌。針對(duì)這些差異化需求，據(jù)劉鎏博士透露，知迪正在打造多款適合國(guó)內(nèi)整車廠技術(shù)與降本增效要求的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品與解決方案，將在今年陸續(xù)發(fā)布。

“整體來看，我們現(xiàn)階段的戰(zhàn)略核心是打造一個(gè)‘以技術(shù)為驅(qū)動(dòng)’的產(chǎn)品型公司。雖然目前汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，但從另一方面，有變化的市場(chǎng)才有機(jī)會(huì)，所以我們其實(shí)是歡迎這種變化和需求的?！闭劶敖酉聛淼膽?zhàn)略重點(diǎn)，劉鎏博士表示。

劉鎏博士認(rèn)為，無論市場(chǎng)需求如何變化、車輛技術(shù)如何發(fā)展，汽車對(duì)安全的要求始終不會(huì)改變，行業(yè)對(duì)質(zhì)量的要求不會(huì)變，知迪“讓研發(fā)更可靠 更高效”的使命愿景也始終不變。

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