驱动新一代车载计算（第二部分）

概述

约翰：今天在“车库”节目中，我们将为您呈现与恩智浦半导体（NXP Semiconductors）合作的两集系列节目中的第二集。在上期节目中，我们的嘉宾布莱恩·卡尔森正在探讨如何通过多种多样的芯片和生态系统解决方案来改变软件定义汽车（SDV）的格局。在今天的对话中，我们将继续这一话题，探讨汽车的未来，例如分区架构以及在其他诸多方面的协作。让我们开始吧。

恩智浦正与Sonatus 合作开发车载软件

约翰：我们也注意到，你知道你提到了很多软件工程师，而不仅仅是硬件工程师。我的意思是，我们正在处理这些问题，并且一直在与你们团队中一些非常出色的人才合作，共同解决这些问题。我们很高兴能参与其中。我们很高兴能在你们的一系列平台上进行开发，并期待未来与你们继续合作。所以，这是一次非常棒的合作。

布莱恩：是的，绝对如此。我的意思是，你们在软件定义网络领域拥有丰富的专业知识。作为来自企业级基础设施领域的人，我非常喜欢汽车行业的一点是，我们正在与各类非传统汽车企业合作；本周我们在安全领域又发布了一个新版本，真正将企业级领域的领先安全技术引入其中。 现在能与来自网络领域的各位合作，我们在网络领域也拥有丰富的硬件专业知识——如果追溯到摩托罗拉的传承，从摩托罗拉、飞思卡尔到现在的恩智浦，对吧？我们在数字网络领域已经深耕了许多年。 在芯片基础上结合你们的软件专长，这简直是强强联合，对吧？堪称业界顶尖的水准，这正是整车厂商（OEM）所高度重视的。因为他们确实需要这些。我的意思是，他们也在积累自己的技术专长，但与此同时，我们发现与整车厂商以及一级供应商的合作正在加深，尤其是与整车厂商的合作。 他们希望通过深度合作来推进项目，对吧？我们会安排OEM厂商来我们这里待两周，期间我们会深入探讨，并联合Sonatus 共同协作，真正向他们展示：我们如何提供经过优化的端到端解决方案——这绝不仅仅是“这里有一颗恩智浦的芯片，这里还有Sonatus 提供的软件供您使用”。而是我们真正携手合作，让这些方案流程更顺畅、运行更高效。 我认为关键就在于此类合作伙伴关系。让一切变得简单，因为正如我们所讨论的，SDV（软件定义汽车）是一场颠覆性变革。

Sonatus 车辆平台

布莱恩：这确实是个挑战。而且，要让一切顺利推进，就需要这种程度的协作。

约翰：没错。我是说，你提到了网络方面。这正是我们的一大优势所在——我们拥有众多来自软件定义网络（SDN）和数据中心网络领域的专业人才。因此，我们为客户提供了一个配置平台，我们称之为“Foundation”平台，它允许客户配置、调整和管理其车载网络。 我认为这非常强大。此外，你还提到了我们的一些数据产品，我们的“Collector”产品目前运行在恩智浦（NXP）硬件之上，用于进行精细化的数据采集。能够与你并肩合作，共同为我们的整车制造商（OEM）客户和一级供应商提供此类组合解决方案，这令人非常兴奋。

汽车软件定义网络

布莱恩：是的，这真的很重要。关于软件定义汽车，我想强调一点：大家都在谈论空中升级，都在谈论安装新应用，而我喜欢它的地方在于，它不仅仅像智能手机那样，试想一下，当你在车辆的任何位置部署一个新应用或新服务时。 现在我们讨论的不仅仅是将其部署到服务器上，而是将其部署到最底层，从而驱动新型数据、新的带宽和新的特性，想想该如何管理这一切。 你不能只是随便部署点东西，还必须配置网络。而且，随着这种全新的以太网和对时网络的出现——这对车辆的骨干网络至关重要——你需要一种方法来管理服务质量和确定性。如果你只是下载东西，却不考虑流量工程，那可不行，这可是关键所在。这就是整个软件定义网络的内涵。 我认为人们对此讨论还不够充分。所以，我们正试图让人们认识到，这是一个关键领域，不仅仅是软件，也不仅仅是能够部署到虚拟机之类的事情。而是当你需要数据时，如何获取它，对吧？如何获取关键信息并在车辆内部进行传输。 如果不能进行适当的交通工程设计，或者缺乏动态重配置以管理网络的能力，那你就麻烦了。这也是我欣赏你们所做工作的原因，对吧？你们提供了这种能力，并使OEM客户能够实现这一点。是的。这极大地帮助了我们，因为我们已经吸取了许多教训，对吧？

约翰：是啊，没必要 reinvent the wheel。

布莱恩：没错。

分区架构

约翰：其实我觉得这恰好是一个绝佳的过渡，不妨借此谈谈“分区网络”（zonal）。你刚才提到了“分区网络”。我们与你们开展广泛合作的一个领域，就是为下一代分区网络铺平道路——如果可以这么说的话。我们在刚刚结束的2023年国际消费电子展（CES）上展示了一个非常精彩的演示，我们也经常谈论这个话题。 几个月前，我们曾与恩智浦（NXP）举办过一场关于分区网络的网络研讨会，相关链接可在节目描述中找到。但你刚才提到车辆网络的实时性时，我觉得分区网络几乎……可以说……你从处理角度谈到了实时性，而利用这些新一代分区网络，我们该如何实现这种服务质量呢？ 我们该如何将这种实时性引入现代网络中？因为历史上，汽车网络一直完全或主要依赖于CAN总线或其他技术。随着我们向汽车以太网及其他更具可配置性的新技术过渡，必须意识到并非所有数据流量都具有同等的重要性。 要知道，我需要确保对时间敏感的流量能在需要时准时到达，而可能还有对时间不敏感的流量——比如视频或其他内容——它们可能会共享相同的链路。我们该如何管理这一点？这确实涉及服务质量，但它并非一成不变，随着新的流量来源出现，需要进行调整，以确保流量能够准时送达。

适用于分区架构的 NXP S32Z 和 NXP S32E

布莱恩：是的，正是如此。所以，这就是为什么我们一直在谈论的这种合作至关重要。但我们在芯片上所做的工作——尤其是在各个区域内——实际上是在其中集成硬件，以实现这一功能。 没错，实际上是在S32Z和E系列中集成，它们内置了一个具有丰富可配置选项的以太网交换机，拥有内部端口，我可以将以太网端口映射到任何软件任务上。 因此，你可以利用以太网时敏网络（TSN）以及芯片内部的处理能力，对这些端口进行动态配置和控制。你知道，关键问题之一在于，OEM厂商和一级供应商如何从当今的“盒式”架构，转向虚拟ECU这一概念呢？

约翰：他们需要一条下滑道。

布莱恩：他们需要一条过渡路径，没错，正是如此，他们需要一种实现方式。这也是我们一直非常重视的一点，无论是我们的设备还是软件。 例如，GreenVIP是一款构建在硬件之上的软件，但我们首先通过芯片打好基础——通过实现全面虚拟化，在硬件层面真正将一切进行隔离，从处理器核心到内存，再到外设乃至I/O引脚。这正是我们真正独特之处：我们提供端到端的完整解决方案，而非仅处理其中某一部分。 试想一下我们能做到什么：通过这种硬件隔离，您可以启动系统，可以动态配置，也可以在启动时将其安全地锁定。对吧？而且您确实可以做到这一点。因此，您可以让那个处理器或那个任务看起来像过去那样，或者像现在这样，就像一个独立的“盒子”一样。这样它就拥有了有保障的服务质量，以及映射到内存的保证带宽，对吧？ 它能保证“我只控制这些I/O和这些定时器”等等。因此，你获得了免受干扰的自由。这一切始于能够实现这些功能的硅芯片。然后是位于其上层的软件，比如GreenVIP，它允许用户真正掌控所有这些控制参数，并能根据需求配置整个芯片。 还有一点我想谈谈：我可以将这颗芯片放入云端的一个设备中。实际上，多家一级供应商可以在同一颗芯片上——甚至是同一个内核、同一个 Arm 内核上——开发软件，而他们甚至不知道其他一级供应商的存在。真正重要的是，人们很少谈论这一点：这里存在知识产权方面的顾虑。 是的。所以现在我们处于一个由多家软件供应商构成的集成世界中。你肯定不希望一级供应商A和一级供应商B能够访问竞争对手的代码。因此，这种架构同时也保障了隐私和安全，因为它们是完全隔离的。这样你就能两全其美：既实现了整合， 但同时，你仍然能够维持开发环境——比如独立的设备，以及隐私和隔离性，这对OEM厂商来说至关重要。如果没有这种技术，在SDV中是行不通的。因此，硬件负责构建基础架构，GreenVIP负责配置，然后我们与合作伙伴（如Sonatus ）合作，将他们的软件和控制层从云端一直下沉到各个区域。

确保从现有CAN架构顺利过渡

约翰：是的，你提到我们讨论过这个过渡路径以及一些硬件，你知道，CAN 并不会消失。它在未来相当长的一段时间内仍将广泛存在。但与此同时，你也希望利用车辆的主干网络向汽车以太网或未来标准过渡。而且，目前相关标准正在经历大量演进。 因此，我们在CAN到以太网等领域的合作非常密切，并采用IEEE制定的这些现代TSN网络新标准，这些标准允许将CAN信号转换为以太网信号并发送至另一端，再转换回CAN信号，这样就无需一次性对所有系统进行重新设计。 这样，您不仅能拥有平滑的过渡路径，同时这些标准中还包含冗余等极具价值的功能。

布莱恩：是的，确实如此。很高兴你提到了这一点。这真的很重要，因为SDV是一个过程。它是一场马拉松，而不是短跑。想想OEM厂商留下的所有历史遗留问题。 实际上，他们现在仍在使用一些设备，却并不总是完全清楚其中的运作原理——因为这些设备是10、15年前设计的，当时的设计人员已经离职，相关文档可能也未尽善尽美，而他们需要将这些系统迁移过来。我们正在努力协助OEM厂商将这些系统迁移到此类平台上，但在某些情况下，他们仍需依赖这些旧设备。 因此，SDV和分区架构并不会神奇地出现并取代一切。当然，也有一些从零开始的案例：比如硅谷、中国等地，那里的情况略有不同。但大型OEM厂商拥有大量希望在某些领域继续利用的遗留系统，这更像是一场马拉松。 因此，你需要具备支持那些连接在分区之外的组件的能力。这些就像那些终端节点或传统ECU。它们仍然使用CAN，没错，或者它们将开始利用CAN XL——我们现在已经开始支持CAN XL了，对吧？以提供更高的速度、带宽等。所以你需要这一点，才能支持这些传统接口，它们不会消失。 因此，CAN还将长期存在。但真正连接所有这些设备的骨干网络，将更多地是TSN以太网。冗余机制也是其中的一部分。它涉及服务质量、确定性、带宽保障，同时还具备冗余功能——因为如果线路断开，你仍然需要维持车辆的正常运行。

约翰：你刚才提到，在“Zone”项目中，关键因素之一是重量。就车辆重量而言，传统车辆的线束布局复杂性和装配复杂性是制约生产的巨大障碍。因此，我认为通过这种方式，这一问题将得到改善。

通过“身体分区”逐步过渡到分区架构

布莱恩：关于这一点，我来举个简短的例子，因为大家有时会忽略这一点。不过，你知道，我们之前讨论过分区策略，也详细谈过转型的问题。 我认为这种转变有时会是渐进式的。如果你观察各家整车制造商，会发现它们采取的方法略有不同。有些是渐进式的，会从一种方法开始，然后可能在几年后转为另一种方法。所以这未必会在24年或25年就一蹴而就，中间会有不同的阶段。但有趣的是，其中一个渐进步骤就是我们所说的“车身分区”。 你让我想到了这一点，因为制造问题如今确实是个大难题，对吧？车内布满了这些粗大的线束。我们听说过一些案例，甚至不得不加热线束才能将其塞进车门。所以请想想，我们希望消除大量布线的复杂性，因为可靠性和制造问题确实是个大难题。如果我能缩短制造时间，就能为我的车辆争取更多利润空间，同时降低成本。

约翰：针对OEM。

布莱恩：对于原始设备制造商（OEM）来说。是的，这意义重大。但现在我们看到了一种被称为“车身分区”的技术，对吧？这可能是一个渐进式的步骤——嘛，我们不妨先逐步过渡到分区技术，但先从车身开始，因为这样能带来极高的性价比。而且相比处理所有实时计算和其他必须完成的工作，这相对来说要简单得多……

约翰：因为这是本地化的……

布莱恩：这是局域化的。试想一下，我有这四个区域。我只有一个接线盒，只需布设一根线缆，而不是把100根线缆都塞进一个接线盒里。对吧？这不仅便于制造，也为未来奠定了基础——当你开始将这些设备进行集成时，你就会开始理解隔离原理，并掌握如何在新的软件定义车辆（SDV）领域进行开发。 与此同时，你还能减轻重量——省去所有线缆带来的重量，同时铜线布局的复杂性也会降低，可靠性则会提升，诸如此类的好处不胜枚举。所以我特别想强调这一点，因为你提到了这正是当前的关键所在。对于OEM厂商而言，在某些情况下，迈向分区设计的初步步骤可以先从车身部分入手，因为这能带来所有这些价值。

支持从零开始还是渐进式车辆演进

约翰：没错，而且我认为如果从更宏观的角度来看，正如你提到的……有些公司采取更激进的做法，完全从零开始；有些公司则沿袭传统模式，还有各种介于两者之间的做法。 我们一直在做的一件事——听起来你们也在这么做——就是向我们的OEM厂商和一级供应商客户表明，你们并不需要抛弃现有的所有工作。 如果你想从零开始，那很好，我们可以提供帮助。但如果你已有现有的基础设施、基础能力等，我们也能协助你按照你准备好的节奏迈向未来。正是如此。 我本周还与OEM厂商以及一级供应商进行了交流。实际上，本周有不少企业参加了我们的展会，我们也进行了此类讨论，因为他们都在试图确定正确的路径是什么？如何以最小的……本质上就是管理风险，对吧？我们如何实现之前讨论过的那些价值主张？ “我该怎么做？”即使采取渐进式方法，我该如何以最小的投入获得最大的回报？以及如何在长期内实现这一点，因为他们都面临着各种制约。每个人都在经历这个过程：他们必须招聘新型人才，必须开始……进行更多跨部门协作，人们必须从系统层面思考，而不是局限于单个模块或子系统层面。所以，这，这非常重要。 但他们必须开始思考：在组织转型期间，我暂时能做些什么？我该怎么做才能达到目标？因此，无论是通过你们提供的软件、配置、自动化，还是我们负责的芯片，这些讨论都很重要，对吧？而对于芯片而言，关键在于可扩展性。 所谓可扩展性，是指拥有兼容的器件——它们虽然是同一类器件，却具备可扩展性、性能、占用空间和软件兼容性，同时还能引领你走向未来，对吧？无论是在同一产品系列内，还是向未来演进，就像我们正在做的5纳米器件那样。你知道，我们已经在关注……即将推出的5纳米器件将把这一切提升到一个新的高度。

S32 系列的发展历程与 NXP S32N

约翰：你提到即将推出一个新部分，能稍微透露一点吗？

布莱恩：是的。是的，大家一直在问这个问题，对吧。我们在Computex展会上展示了我们的芯片，那是我们的首款测试芯片……5纳米测试芯片。所以，我们目前确实拥有一款可正常工作的测试芯片。我们拥有5纳米器件，实际上这是首款，据我所知，这也是恩智浦（NXP）的首款5纳米器件。 它被称为S32N，S32N将在这些软件定义车辆（SDV）中发挥关键作用。除了确认它即将面世，以及从当前芯片到下一代产品有一条——我得说——非常不错的路线图之外，我们暂时还无法透露更多信息。因此，请期待在不久的将来会有一些令人兴奋的公告。

今天在云端使用虚拟 S32N 进行开发

布莱恩：关于这一点，还有个我们还没真正讨论过的很酷的地方，那就是，软件开发流程会发生怎样的变化？云计算又是如何融入其中的？因为我认为，这确实是一个转折点——如今一切都在云端开发了。基本上就是这样，对吧？因为在硅片正式投入使用之前，面向量产的硅片即将面世。那么，我该如何提前进行开发呢，对吧。 所以，我们提到业界常说的“左移”概念，也就是将软件开发提前一年甚至更久。而我们正在践行这一点，对吧？我们通过 S32N 平台正在践行这一理念，因为如今有数千名工程师正在开发软件。而且他们已经在云端、在虚拟的 S32N 环境中开发了一段时间了？

约翰：完全正确。我们曾与亚马逊云科技（AWS）的斯特凡诺·马尔扎尼就云端原型开发的重要性进行了深入探讨，这内容出现在我们最近的一期节目中。正如你所说，他谈到了在硬件尚未就绪之前就能开发软件的能力，而且与受限于真实硬件相比，工程师们拥有了更强的可扩展性。因此，这确实是一项非常重要的优势。 很高兴听到你们在内部开发和原型设计中也采用了同样的方式。

布莱恩：这显然很重要，因为这不仅关乎“左移”，更关乎——你知道的——将这一理念延伸至未来，是整个持续开发的过程。就像你说的，汽车会随着时间的推移而不断改进。所以实际上，我们不仅支持“左移”，还将其延伸至“右移”。 这样就贯穿了整个生命周期。你们构建的基础设施，你知道，从SoC开始，包括车载单元、区域或控制器，并将它们整合在一起。因此，你会看到整车被虚拟化，数字孪生将变得极其重要。这本质上是利用云技术来完成整个开发周期，而不仅仅局限于开发阶段，而是涵盖汽车的整个生命周期。

约翰：光是原型设计这一方面，我们光是讨论这个就能花上一小时。

布莱恩：这是一个非常广泛的话题。

约翰：那今天我们就先不尝试了。不过也许我们会录制另一期节目。也许我们会请斯特凡诺过来，和我们一起就此展开一场三人对话。因为我知道你付出了很多努力。你提到了AWS，但特别是在原型设计这一方面，你确实一直走在前列。

协作与安全意识至关重要

约翰：那么，我们已经聊了很久。而且我们谈到了很多方面，要不就由你来谈谈最后的感想吧？

布莱恩：是的，我认为我们已经涵盖了所有要点。从宏观层面来看，这确实关乎颠覆，但是一种向好的颠覆——旨在为未来奠定基础，这将真正催生大量新的应用场景、机遇和收入来源，不仅惠及原始设备制造商（OEM），更将惠及整个生态系统。 但关键在于，这需要协作，需要真正针对这一目标进行优化的硬件和芯片，因为如果没有这样的芯片基础，对吧？人们常谈论软硬件抽象化，仿佛硬件并不重要，我们只需从这里或那里插一块板子就行。但事情并没有人们说得那么简单。

约翰：这是一种合作伙伴关系。

布莱恩：确实如此，关键在于硬件必须非常、非常出色。所以我把创新比作一个“三明治”，由不同的层次组成。就像你知道的，我们现在处于基础层——也就是底层的面包，它推动着创新，让我能够高效、安全、可靠地完成工作。 你得想想这一点，这可不是数据中心，也不是智能手机，更不是人们以前所研发的那些设备。它更像一架飞机，对吧？你的生命就系于此。所以我们不能忘记，安全至关重要。这必须是——你知道的——一个重中之重。很多人都在谈论“软件定义的车辆”，但我必须确保安全：这两者无法兼得。 当然，实现安全是有方法的，但这确实需要大量的软硬件支持，通过分层架构来切实保障安全。这绝非易事。因此，关键在于协作。需要基于专为软件定义车辆（SDV）设计的硬件，在整车范围内保障安全，而不仅仅是某些独立模块，而是整车系统。 这需要软件赋能和合作伙伴关系，以及生态系统的协同——例如与Sonatus 合作，将其他市场和领域的能力与专业知识引入此处，然后将所有资源整合起来，并与整车制造商（OEM）及一级供应商紧密协作，从而提供端到端的解决方案。因此，我想强调的关键是，这需要整个行业通力合作，仅靠单一参与者是无法独立完成的。

两个要点

约翰：是的。从今天的讨论中，我总结出了两个关键点。第一点是，这其实是一个……连续的过程。它并不是……并非一次性的转变，你不能仅仅用一台中央计算机取代现有系统，把服务器放进后备箱里就完事了。 那样并不能解决问题。你需要一种能够满足不同需求的异构解决方案，并且要能实时响应。你提到的第二点我认为非常有说服力，那就是迈向软件定义车辆（SDV）的过程是一段旅程。 正如俗话所说，这是一场马拉松，而不是短跑。但我认为这个比喻非常贴切——你知道，转型过程中会有过渡阶段，各家整车厂商（OEM）在汽车的不同部位、以不同的速度进行转型，解决不同的问题。而且，我认为这需要合作伙伴关系：软硬件协同工作，帮助每家整车厂商和每家一级供应商，以他们自身准备好的方式达到那个目标。

结论

约翰：所以，我们非常高兴能与您合作。

布莱恩：当然了。

约翰：而且很兴奋能驾驶量产车在路上驰骋——

布莱恩：而且里面还有NXP和Sonatus ，对吧？

约翰：我也是！每次看到它，我都会忍不住笑起来！那么，布莱恩，非常感谢你来参加《The Garage》节目。我们真的很高兴你能来。

布莱恩：很高兴有这个机会。 我一直在追看这些节目，一直很希望能和你聊聊。我特别喜欢和你交谈，而且SDV这个话题实在太棒了，因为正如我之前所说，它涉及的角度非常多。所以正如我所说，这简直是一座金矿，而你接下来的节目也定会是一座金矿——我确信你能将这一切都呈现给你的听众。感谢你给予这次机会。

约翰：非常感谢。我们很感谢您在今天的节目中带来了不同的视角。

布莱恩：谢谢，约翰。

约翰：布莱恩，非常感谢你。今天我们从一个全新的视角——即硬件视角——深入探讨了软件定义汽车，并探讨了半导体技术以及半导体与生态系统合作伙伴如何为软件定义汽车带来实质性改变。希望您喜欢这次对话。如果您喜欢《The Garage》的内容，请为本期节目点赞，更欢迎订阅，以便及时收看我们即将推出的新一期节目。 感谢您的收听，期待很快在《The Garage》与您再次相见。