汽车电子：拥抱软件或落后

汽车电子正逐渐成为软件定义的系统...

回顾过去的五十年，包括所有的机械，机电和电子系统在内，汽车一直是批量生产中最复杂的产品。在这个时间范围内，电子系统已经增加和/或替换了机械和机电系统，并且还有更多。

这意味着汽车的电子系统迟早会成为批量生产中最复杂的电子设备，并且可能已经达到了这种区别。是的，飞机可能具有更多的零件复杂性，而超级计算机可能具有更多的电子复杂性，但是它们的年产量却没有几千万。

汽车电子产品已迅速增加了所有汽车中的软件内容，有的比其他更多。有许多文章声称，一辆先进的汽车拥有超过1亿行软件代码。我还没有看到1亿美元数字的详细分类，如果有人拥有这样的数据，那将非常有用。毫无疑问，随着高级驾驶员辅助系统（ADAS），连接性，网络安全性，自动驾驶和其他功能的扩展，汽车电子和软件的内容将在未来显着增长。

在战略问题，软件领域，关键技术和其他重要问题方面，我没有太多讨论汽车软件的故事。本专栏将探讨这些差异，并提供有关当前汽车软件行业的观点。硬件和软件之间存在非常重要的差异，这些差异会影响汽车软件的成功开发方式。

在过去的二十年中，汽车软件取得了长足的进步。在1990年代，汽车软件主要是控制驾驶电子设备和简单娱乐系统的嵌入式软件。这些系统的软件复杂性不断提高，但是很少（如果有的话）嵌入式系统的代码大小在100万行范围内。汽车OEM及其一级供应商自行开发了这些嵌入式系统。

这种情况在1990年代后期发生了变化，当时信息娱乐和嵌入式导航系统的功能和特性不断增长，需要操作系统（OS）来管理软件的复杂性。该操作系统将高技术产业带入了汽车软件，包括QNX，Green Hills，Wind River，Microsoft等。在过去的十年中，诸如Linux之类的开源软件在汽车软件中也变得越来越重要。

1  创建-制造-营销-使用 概念

下图显示了汽车硬件和软件之间的差异。但是该图的结构需要一些背景和解释。该图显示了可用于任何类型的产品或行业的四个阶段。“创建”阶段是产品的研发和设计。“制造”阶段是产品的生产，包括所有零件的成本，制造成本和供应链。第三阶段是产品的“营销”，包括广告，销售和分销渠道，从本质上讲，是将产品提供给客户的所有活动和成本。第四阶段是客户的“使用”阶段，对于汽车行业来说这是很长的时间。

创建市场的概念是我在德州仪器（TI）期间学到的，因为它在1970年代和1980年代被大量使用。在IHS Markit工作时，我添加了使用阶段。我利用报告和/或演示文稿中这四个阶段的见解作为分析许多汽车细分市场的工具，包括软件，电池电动汽车（BEV），3D打印等。

该图集中于硬件和软件四个阶段中每个阶段的个人重要性。但也有关于硬件和软件如何影响汽车在每个阶段的成功的评论。


（图* 来源：Egil Juliussen）

2  硬件阶段

图的顶部显示了汽车硬件四个阶段的关键特性。硬件“创建”阶段确定了电子功能集，并且其知名度不断提高。芯片行业提供了最重要的硬件部件，并且还有更多。硬件生态系统变得越来越重要，它包括所有开发系统和其他硬件设计工具。汽车电子中使用的处理器平台周围的生态系统也变得越来越重要。硬件“创建”阶段的成本以数百万或数千万美元计，但由于产量为数十万个单位，因此每辆车的成本较低。

由于所有硬件电子零件的成本或材料清单（BOM）的成本，“制造”阶段是最昂贵的阶段。管理硬件供应链，制造设备，人员成本等也要付出成本。总体而言，电子硬件成本仅占汽车总成本的一小部分，但即使单个电子零件的成本下降，该成本仍在增加。所有电子硬件系统的典型成本在3,000美元到8,000美元之间，而豪华车的价格更高。

硬件的“市场”阶段因组件和系统类型而异。在大多数情况下，硬件市场阶段是通过一级供应商进行的，成为汽车电子系统的一部分。

硬件功能也对汽车销售产生越来越大的影响。这种间接影响来自硬件功能创建的所有理想功能。未来将流行的新兴功能包括ADAS，网络安全硬件，可升级硬件和自动驾驶功能。

汽车使用阶段通常持续10到15年，有时甚至更长。如此长的使用寿命要求出色的硬件可靠性，以限制OEM和供应商的保修和召回成本。售后供应商也拥有最大的机会，即在“使用”阶段，尤其是在保修期到期之后。由于需要新的电子硬件系统，大量的车祸也创造了重大机遇。

3  软件阶段

图的底部显示了汽车软件四个阶段的关键特性。该软件是纯数字的，其特性与硬件完全不同。但是，软件当然完全取决于其关联的硬件。

“创建”阶段是软件最困难的部分，通常是软件业务最昂贵的阶段。大型软件项目的开发时间很长，其中包括难以进行测试的程序，无法纠正经济上可行的错误。任何大型软件平台都永远不会存在错误，并且在软件的整个生命周期中都会发现新的错误。对网络安全的需求实质上在完成的代码中创建了新的一类软件错误-网络安全漏洞，黑客可以出于各种负面用途渗透这些漏洞。由于大多数汽车程序员不是网络安全技术专家，因此他们不知道如何避免容易受到黑客攻击的代码序列。

软件“创建”阶段还需要非常强大的生态系统来开发新程序并测试所得的软件。汽车工业取得了良好的进展，并且正在利用或使用开源软件开发系统。

“制造”阶段通常是最便宜的阶段，因为软件可以从在硬件系统上运行免费获得。有一些软件使用费支付，但通常只是硬件零件成本的一小部分。软件的“制造”阶段实际上是将程序加载到汽车的电子系统中。何时以及如何将软件加载到电子系统中也具有灵活性。

软件的“市场”阶段因细分市场和系统类型而异。在大多数情况下，软件“市场”阶段还需要经过一级供应商才能成为汽车电子系统的一部分。

软件功能也对汽车销售产生越来越大的影响。这种间接影响是基于软件实现人机界面（HMI）或功能可用性的程度。软件可用性影响涉及所有不断增长的功能-互联汽车功能，OTA升级，功能升级，ADAS和未来的自动驾驶功能。软件可用性差将对汽车产生负面评价，并降低未来的销售潜力。这种负面趋势一直是高级信息娱乐系统的问题，并且是苹果和谷歌最近在信息娱乐-智能手机集成系统中取得成功的原因之一。

汽车的“使用”阶段通常持续10到15年，在许多国家有时会更长。如此长的使用寿命将需要修复许多软件错误。为了限制OEM和软件供应商的保修和召回成本，需要OTA降低修复和更新软件错误的成本。

在“使用”阶段，软件在软件即服务（SaaS）和云软件领域看到了巨大的增长机会。基于SaaS的网络安全是非常有前途的机会。错误修复OTA和功能软件更新已被标记为领先的使用阶段机会。通过SaaS获得的信息娱乐内容也在不断增长。由于新的硬件系统需要新的软件，车祸也创造了机会。

总结

软件的四个阶段表明“创建”阶段是最昂贵的阶段，这表明解决方案是使用软件平台来降低开发成本并减少大型程序中的错误数量。在高科技行业的一些帮助下，汽车行业已开始接受软件平台策略，但还需要更多。下一专栏将提供有关当今汽车软件平台的观点。

作者：Egil Juliussen
来源：https://www.eetasia.com/automotive-electronics-embrace-software-or-fall-behind/