架构这个“筐”丨C次元

“软件定义的车辆，SDV”正在成为后流行时代的热词。先是大众CEO迪斯博士盛赞特斯拉。最近自主品牌也宣布吹响了“软件定义汽车”的号角。

而“软件定义汽车”主要是面对消费者的理解，车企研发前沿领域众说纷纭。

因为这涉及到软件背后的基础是什么。比如软件基于什么样的架构？操作系统是如何定义的？谁来定义它？信息孤岛在开放万物互联的过程中会遇到哪些问题，如何解决？包括如何定义软件开发背后的企业组织结构。这涉及到一个更深层次的问题。

例如，江铃汽车CTO兼总裁助理黄少堂在8月的一个论坛上说，“软件定义汽车，架构定义软件。”在他看来，软件是战术，架构是战略。所以，我们需要明确，到底是什么定义了未来的汽车？

架构还是软件？

先说为什么会出现“软件定义汽车”这个概念。其实举个简单的例子就明白了。而倡导这一理念的“异类”特斯拉，其Model X或Model S使用两年后的残值分别为57.22%和57.74%(数据将在2019年中国汽车金融与套期保值率研究委员会年会上披露)。在二手电动车残值惨不忍睹的情况下，这是一个奇迹。

?

另外，最近二手的Model 3在美国市场卖的很好。根据美国二手车平均销售天数的数据，一辆二手车从上架到售出，平均需要68.9天。只要一辆Model 3出现在车商的网站上，在车况良好、里程正常的情况下，车商平均29.3天就能脱手。

特斯拉Model 3的质量做工其实比不上国内自主品牌的顶级产品。二手车之所以能卖燃油车，完全在于用车软件和智能驾驶辅助的强大功能。这也足以说明软件FOTA在汽车产品保值增值中的作用。

特斯拉崛起的背后，是经历了“机械定义汽车”、“电气定义汽车”、“电子定义汽车”的汽车产业，如今正在进入“软件定义汽车”时代。

“软件定义汽车”最明显的是商业模式的改变。例如，根据麦肯锡的计算，仅在2020年，特斯拉客户的可选辅助驾驶和未来的全自动驾驶软件包就将为他们带来近10亿至12亿美元的毛利。此外，麦肯锡预测，到2030年，软件和电子架构的汽车市场规模将达到4690亿美元。可以说前景一片光明。

那么，为什么汽车行业的前沿领域认为架构更重要呢？究其原因，正如业内人士所言，“用软件定义汽车，关键是重构底层软硬件基础设施。”而且，随着“新四化”的加速，现代车企的竞争也变得更加智能化，比如自动驾驶和车辆FOTA。这种竞争的基础还取决于车辆的电气和电子架构(EEA)。

换句话说，用什么样的架构来承载软件的运行。整个汽车行业需要重新考虑车辆软件和电子电气架构的发展，转向更加模块化的SOA(面向服务的架构)，这样更容易构建模块化的软件组件。这就是SOA兴起的背景。

你想想，几年前，汽车一秒钟传输1.5万条数据，而到了2020年，需要处理的数据超过10万条。再比如，根据恩智浦官网之前的预测，2015年至2025年，汽车中的编码数量预计将呈指数级增长，即……年复合增长率约为21%。有的车码已经超过2亿行。过去，汽车的数据速度约为每秒150千字节，但现在是每秒千兆字节。未来如果进入L5级全自动驾驶汽车时代，所需数据和运算速度将更加惊人。汽车已经成为极其复杂的软件载体。

因此，SOA正成为一种越来越重要的架构设计思想，也可以说是一种解决问题的方法或“解决方案框架”。简单来说，SOA要求车内所有控制器以服务的形式提供自己的能力，从而构建一个与车型、芯片、操作系统无关的灵活的平台系统，支持各种应用。

但难点在于SOA很难切换到现有的开发架构，因为目前主流的基于AUTOSAR的汽车软件开发变量空间不足(限于篇幅，我就不赘述了)。然而，即使SOA已经成为当今主流，传统车企仍然犹豫不决，因为他们需要重建EEA，即整车的电子电气架构。不改不行。比如在自动驾驶方面，传统EEA的分布式架构的极限是承载L2级别的自动驾驶，L3级别已经超出范围。那么，L4和L5呢？

以大众第八代高尔夫为例。它是第一款基于MQB EVO平台的产品，原有架构不堪重负。因此采用新的CAN FD和车载以太网技术，将总线带宽从500K提升到2M，相当于改造了一半的架构。换句话说，就是从更低层次的逻辑来解决问题。然而，这也导致了软件问题、交付延迟和现实困境。

而基于新MEB平台，搭载E3跨域融合架构的大众ID.3，在推迟一年后终于在今年9月交付。但根据东吴证券的分析，由于大众仍然主要依靠多个传统供应商来实现一个完整的软件系统，并受到功能安全标准的约束，因此其软件架构仍然依赖AUTOSAR架构，即上下级之间的接口是标准化的。相比特斯拉的软件系统，架构还是比特斯拉那一代差。

毕竟，特斯拉的Model 3已经从分布式域集成架构升级为异域集成架构，向云中央计算架构更进了一步。不能不承认差距，不然Diss也不会夸马斯克。

在世界范围内，作为国内自主品牌的领军企业，长安汽车智能研究院副总经理、长安汽车软件技术有限公司总经理Jason在一次论坛上也认同“好的架构可以奠定软件的基础。”

其实还有一个关键点。车企软件开发的现状是大部分软件都是外包的。只有通过新的架构，软件开发主导权才能回到车企手中。所以结构的改变需要车企“花大钱”，但也会动零部件供应商Tier1的“奶酪”。这是大众遭遇结构性变革的深层原因，也是国内车企不敢轻举妄动的背景。

“软件和硬件分离”

我们要理解“软件定义汽车”，更要理解其背后“软硬件解耦”的重要理念。这也是“架构定义软件”的一个重要特点。

软硬件解耦，即软硬件开发分离。因为，随着智能驾驶舱和自动驾驶技术的发展，车辆需要更多的ECU和传感器，而为了实现FOTA和“软件定义汽车”，如果软硬件不分离，智能汽车出错的概率会非常高。近年来，汽车召回中的电子和软件缺陷大大增加，同时……就是证明。2018年的一项数据显示，在所有汽车召回中，软件故障的比例上升至15%。

理解“脱钩”的一个例子是手机。起初，手机中的软件和硬件是紧密耦合的，但随着智能手机的兴起，现在的手机早已成为软件平台，无需考虑底层硬件。

同样的情况也在汽车软件中发生，但是原来的分布式EEA已经到了瓶颈，ECU来自不同的供应商，嵌入式软件和底层代码不同，软件生态复杂，而Tier1天生抗拒“革自己的命”，没有动力。因此，向“软件定义汽车”的过渡意味着车企与合作伙伴的关系必须改变。

比如原来的开发周期是以“车型年”为单位，包括Tier1更新ECM(工程变更管理)，一般是2-3年。现在，这种做法已经落后于时代的要求，需要通过“敏捷方法”(敏捷方法是90年代兴起的一种新的软件开发方法)来推动OTA的实现。

再比如，由于车联网发展带来的广泛生态系统交互的需求，计算需求与日俱增。汽车公司必须开发大数据分析系统来处理这个庞大的数据流，甚至接近实时处理。这就需要车企高度重视软件的重要性和“迭代”的思想。记者在走访车企时也看到，长安、奇瑞等公司都建立了自己的大数据分析中心。

相比之下，特斯拉的相关数据，作为第一个实现FOTA的异构，从2012年到2019年4月，已经迭代了100多次，包括11个Bug修复，67个全功能导入，64个交互界面。此外，2016年将实现召唤召唤功能OTA，2019年10月实现智能召唤功能OTA。每一个大FOTA都创造了跨越式的体验提升。对于用户来说，这种智能手机有一种常见且常新的感觉，是燃油车无法提供的。

九死一生之后，蔚来也意识到了SOTA和FOTA的支持，而更重要的是FOTA。SOTA主要升级UI、导航和音频/视频。在FOTA，蔚来实现了底盘、辅助驾驶领域、动力与信息娱乐、车身领域的更新。目前蔚来OTA的迭代速度一直保持着平均每个月一个版本。据统计，已推送超过26万车次，新增功能90多项。

比如在本次京车展上，李斌还宣布NOP导航仪将随着NIO OS 2.7.0的升级，于10月中旬通过FOTA批量推送至用户。蔚来软件版本升级的步伐也是目前很多传统车企做不到的。而这种节奏正在让传统车企感受到巨大的压力。

当然，还有一个关于“软硬件解耦”的问题需要考虑。随着数字模块在车辆架构中的地位越来越高，对车辆软件背后的硬件配置的需求也越来越大。换句话说，软件解决了应用层的问题，但如果硬件和通信跟不上，那么必须解决的是更深层次、更基础的问题。这是一些业内人士的观点。

长安汽车董事长朱华荣在北京车展期间接受记者采访时表示，这一轮明显是从硬件功能到软件定义的快速转变。在这个阶段，会有软件和硬件的结合，提升汽车产品定义和功能的一系列能力。“我不能简单地说硬件一文不值。我觉得硬件就像一个人基本的身体状态。身体状态不好，脑袋再好也没用。但是当你身体健康的时候，软件可以让人变得更聪明。”

持相同意见的还有吉利汽车集团CEO兼总裁安聪慧。在接受公社记者采访时，他还表示，硬件层是传统车企的优势，设计、开发、v……整个机械结构的验证、实验、模拟和分析等。，但是这个优势要转化为整个新能源和其他软件的整合，颠倒过来。“我们认为它应该是软件和硬件的结合，不仅是软件，也是我们现在理解的传统汽车的硬件。”这会给客户带来非常极端的体验。“而他说的‘集成’，当然也需要软硬件解耦，在新架构下实现。”软件定义的车辆，SDV)”正在成为后流行时代的一个热词。先是大众CEO迪斯博士盛赞特斯拉。最近自主品牌也宣布吹响了“软件定义汽车”的号角。

而“软件定义汽车”主要是面对消费者的理解，车企研发前沿领域众说纷纭。

因为这涉及到软件背后的基础是什么。比如软件基于什么样的架构？操作系统是如何定义的？谁来定义它？信息孤岛在开放万物互联的过程中会遇到哪些问题，如何解决？包括如何定义软件开发背后的企业组织结构。这涉及到一个更深层次的问题。

例如，江铃汽车CTO兼总裁助理黄少堂在8月的一个论坛上说，“软件定义汽车，架构定义软件。”在他看来，软件是战术，架构是战略。所以，我们需要明确，到底是什么定义了未来的汽车？

架构还是软件？

先说为什么会出现“软件定义汽车”这个概念。其实举个简单的例子就明白了。而倡导这一理念的“异类”特斯拉，其Model X或Model S使用两年后的残值分别为57.22%和57.74%(数据将在2019年中国汽车金融与套期保值率研究委员会年会上披露)。在二手电动车残值惨不忍睹的情况下，这是一个奇迹。

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另外，最近二手的Model 3在美国市场卖的很好。根据美国二手车平均销售天数的数据，一辆二手车从上架到售出，平均需要68.9天。只要一辆Model 3出现在车商的网站上，在车况良好、里程正常的情况下，车商平均29.3天就能脱手。

特斯拉Model 3的质量做工其实比不上国内自主品牌的顶级产品。二手车之所以能卖燃油车，完全在于用车软件和智能驾驶辅助的强大功能。这也足以说明软件FOTA在汽车产品保值增值中的作用。

特斯拉崛起的背后，是经历了“机械定义汽车”、“电气定义汽车”、“电子定义汽车”的汽车产业，如今正在进入“软件定义汽车”时代。

“软件定义汽车”最明显的是商业模式的改变。例如，根据麦肯锡的计算，仅在2020年，特斯拉客户的可选辅助驾驶和未来的全自动驾驶软件包就将为他们带来近10亿至12亿美元的毛利。此外，麦肯锡预测，到2030年，软件和电子架构的汽车市场规模将达到4690亿美元。可以说前景一片光明。

那么，为什么汽车行业的前沿领域认为架构更重要呢？究其原因，正如业内人士所言，“用软件定义汽车，关键是重构底层软硬件基础设施。”而且，随着“新四化”的加速，现代车企的竞争也变得更加智能化，比如自动驾驶和车辆FOTA。这种竞争的基础还取决于车辆的电气和电子架构(EEA)。

换句话说，用什么样的架构来承载软件的运行。整个汽车行业需要重新考虑车载软件的发展……电子和电气架构，并转向更模块化的SOA(面向服务的架构)，以便更容易构建模块化的软件组件。这就是SOA兴起的背景。

你想想，几年前，汽车一秒钟传输1.5万条数据，而到了2020年，需要处理的数据超过10万条。再比如，根据恩智浦官网此前的预测，2015-2025年，汽车中的代码数量预计将呈指数级增长，年复合增长率约为21%。有的车码已经超过2亿行。过去，汽车的数据速度约为每秒150千字节，但现在是每秒千兆字节。未来如果进入L5级全自动驾驶汽车时代，所需数据和运算速度将更加惊人。汽车已经成为极其复杂的软件载体。

因此，SOA正成为一种越来越重要的架构设计思想，也可以说是一种解决问题的方法或“解决方案框架”。简单来说，SOA要求车内所有控制器以服务的形式提供自己的能力，从而构建一个与车型、芯片、操作系统无关的灵活的平台系统，支持各种应用。

但难点在于SOA很难切换到现有的开发架构，因为目前主流的基于AUTOSAR的汽车软件开发变量空间不足(限于篇幅，我就不赘述了)。然而，即使SOA已经成为当今主流，传统车企仍然犹豫不决，因为他们需要重建EEA，即整车的电子电气架构。不改不行。比如在自动驾驶方面，传统EEA的分布式架构的极限是承载L2级别的自动驾驶，L3级别已经超出范围。那么，L4和L5呢？

以大众第八代高尔夫为例。它是第一款基于MQB EVO平台的产品，原有架构不堪重负。因此采用新的CAN FD和车载以太网技术，将总线带宽从500K提升到2M，相当于改造了一半的架构。换句话说，就是从更低层次的逻辑来解决问题。然而，这也导致了软件问题、交付延迟和现实困境。

而基于新MEB平台，搭载E3跨域融合架构的大众ID.3，在推迟一年后终于在今年9月交付。但根据东吴证券的分析，由于大众仍然主要依靠多个传统供应商来实现一个完整的软件系统，并受到功能安全标准的约束，因此其软件架构仍然依赖AUTOSAR架构，即上下级之间的接口是标准化的。相比特斯拉的软件系统，架构还是比特斯拉那一代差。

毕竟，特斯拉的Model 3已经从分布式域集成架构升级为异域集成架构，向云中央计算架构更进了一步。不能不承认差距，不然Diss也不会夸马斯克。

在世界范围内，作为国内自主品牌的领军企业，长安汽车智能研究院副总经理、长安汽车软件技术有限公司总经理Jason在一次论坛上也认同“好的架构可以奠定软件的基础。”

其实还有一个关键点。车企软件开发的现状是大部分软件都是外包的。只有通过新的架构，软件开发主导权才能回到车企手中。所以结构的改变需要车企“花大钱”，但也会动零部件供应商Tier1的“奶酪”。这是大众遭遇结构性变革的深层原因，也是国内车企不敢轻举妄动的背景。

“软件和硬件分离”

我们要理解“软件定义汽车”，更要理解其背后“软硬件解耦”的重要理念。这也是“架构定义软件”的一个重要特点。

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软硬件解耦，即软硬件开发分离。因为，随着智能驾驶舱和自动驾驶技术的发展，车辆需要更多的ECU和传感器，而为了实现FOTA和“软件定义汽车”，如果软硬件不分离，智能汽车出错的概率会非常高。近几年汽车召回中的电子和软件bug大增，就是证明。2018年的一项数据显示，在所有汽车召回中，软件故障的比例上升至15%。

理解“脱钩”的一个例子是手机。起初，手机中的软件和硬件是紧密耦合的，但随着智能手机的兴起，现在的手机早已成为软件平台，无需考虑底层硬件。

同样的情况也在汽车软件中发生，但是原来的分布式EEA已经到了瓶颈，ECU来自不同的供应商，嵌入式软件和底层代码不同，软件生态复杂，而Tier1天生抗拒“革自己的命”，没有动力。因此，向“软件定义汽车”的过渡意味着车企与合作伙伴的关系必须改变。

比如原来的开发周期是以“车型年”为单位，包括Tier1更新ECM(工程变更管理)，一般是2-3年。现在，这种做法已经落后于时代的要求，需要通过“敏捷方法”(敏捷方法是90年代兴起的一种新的软件开发方法)来推动OTA的实现。

再比如，由于车联网发展带来的广泛生态系统交互的需求，计算需求与日俱增。汽车公司必须开发大数据分析系统来处理这个庞大的数据流，甚至接近实时处理。这就需要车企高度重视软件的重要性和“迭代”的思想。记者在走访车企时也看到，长安、奇瑞等公司都建立了自己的大数据分析中心。

相比之下，特斯拉的相关数据，作为第一个实现FOTA的异构，从2012年到2019年4月，已经迭代了100多次，包括11个Bug修复，67个全功能导入，64个交互界面。此外，2016年将实现召唤召唤功能OTA，2019年10月实现智能召唤功能OTA。每一个大FOTA都创造了跨越式的体验提升。对于用户来说，这种智能手机有一种常见且常新的感觉，是燃油车无法提供的。

九死一生之后，蔚来也意识到了SOTA和FOTA的支持，而更重要的是FOTA。SOTA主要升级UI、导航和音频/视频。在FOTA，蔚来实现了底盘、辅助驾驶领域、动力与信息娱乐、车身领域的更新。目前蔚来OTA的迭代速度一直保持着平均每个月一个版本。据统计，已推送超过26万车次，新增功能90多项。

比如在本次京车展上，李斌还宣布NOP导航仪将随着NIO OS 2.7.0的升级，于10月中旬通过FOTA批量推送至用户。蔚来软件版本升级的步伐也是目前很多传统车企做不到的。而这种节奏正在让传统车企感受到巨大的压力。

当然，还有一个关于“软硬件解耦”的问题需要考虑。随着数字模块在车辆架构中的地位越来越高，对车辆软件背后的硬件配置的需求也越来越大。换句话说，软件解决了应用层的问题，但如果硬件和通信跟不上，那么必须解决的是更深层次、更基础的问题。这是一些业内人士的观点。

长安汽车董事长朱华荣在北京车展期间接受记者采访时表示，这一轮明显是从硬件功能到软件定义的快速转变。在这个阶段，将会有一个软件和硬件的结合，这将增强一系列的ca……汽车产品定义和功能的能力。“我不能简单地说硬件一文不值。我觉得硬件就像一个人基本的身体状态。身体状态不好，脑袋再好也没用。但是当你身体健康的时候，软件可以让人变得更聪明。”

持相同意见的还有吉利汽车集团CEO兼总裁安聪慧。他在接受公社记者采访时也表示，硬件层是传统车企的优势，整个机械架构的设计、开发、验证、实验、仿真、分析等。，但是这个优势要转化为整个新能源和其他软件的整合，颠倒过来。“我们认为它应该是软件和硬件的结合，不仅是软件，也是我们现在理解的传统汽车的硬件。”这会给客户带来非常极端的体验。”而他所说的“集成”，当然也需要软硬件解耦，在新的架构下实现。但是，这个基本问题的解决还是比软件容易。因为基础问题大致分为两类:狭义的硬件芯片计算能力不足和广义的通信能力不足。如今，包括5G在内的高计算能力芯片和通信设施发展迅速。对于车企来说，无非就是在性能、质量、成本之间找到一个平衡点。

所以我们知道，在“软件定义汽车”的背后，应该是基于高级架构定义的“篮子”。虽然消费者可以看到软件，但是车企开发的架构这个“篮子”更重要，传统的底层逻辑需要颠覆后重构。我们需要做的是保持更加开放的心态，迎接未知的变数。

后记:C维的诞生

汽车公社经过十年的发展，现在正在尝试从源头上思考汽车乃至泛科技领域的发展规律。从前天开通开始，我们开始每周在汽车公社微信官方账号推送“C维”专栏，未来还会推出新的微信官方账号，从深度观察的角度继续关注新技术、新业态。

c是一个神奇的字母。汽车，通讯，芯片都是C开头，评论，收费，挑战都是这个字母开头。“新四化”的“案例”与之密切相关。自然，冠军在词汇上与他们相邻。

请关注我们后续的不懈努力。

文/王晓曦

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[微信搜索“汽车公社”和“一句话点评”关注微信微信官方账号，或登陆《每日汽车》新闻网了解更多行业资讯。]但是，这个基础问题的解决还是比软件容易。因为基础问题大致分为两类:狭义的硬件芯片计算能力不足和广义的通信能力不足。如今，包括5G在内的高计算能力芯片和通信设施发展迅速。对于车企来说，无非就是在性能、质量、成本之间找到一个平衡点。

所以我们知道，在“软件定义汽车”的背后，应该是基于高级架构定义的“篮子”。虽然消费者可以看到软件，但是车企开发的架构这个“篮子”更重要，传统的底层逻辑需要颠覆后重构。我们需要做的是保持更加开放的心态，迎接未知的变数。

后记:C维的诞生

汽车公社经过十年的发展，现在正在尝试从源头上思考汽车乃至泛科技领域的发展规律。从前天开通开始，我们开始每周在汽车公社微信官方账号推送“C维”专栏，未来还会推出新的微信官方账号，从深度观察的角度继续关注新技术、新业态。

c是一个神奇的字母。汽车，通讯，芯片都是C开头，评论，收费，挑战都是这个字母开头。“新四化”的“案例”与之密切相关。自然，冠军在词汇上与他们相邻。

请关注我们后续的不懈努力。

文/王晓曦

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标签：特斯拉大众长安Model 3蔚来

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