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汽車上看不見的軟件系統(tǒng)（深度剖析）
2020-03-08 21:23:48· 來源：汽車技術課程 作者：Sam GIU
引言：汽車軟件系統(tǒng)同硬件系統(tǒng)一道實時獲取、理解駕駛員需求，通過邏輯運算得出機械部件需要做出的響應并發(fā)出指令。軟件、硬件相互合作，它們一同組成了汽車電子
引言：汽車軟件系統(tǒng)同硬件系統(tǒng)一道實時獲取、理解駕駛員需求，通過邏輯運算得出機械部件需要做出的響應并發(fā)出指令。軟件、硬件相互合作，它們一同組成了汽車電子系統(tǒng)。
當你跨入汽車，按下啟停鍵，你點燃汽車動力核心，儀表亮起。掛擋，踩滿油門，你感受到十足的推背感。
高速上，打開自動巡航，汽車駕駛輔助系統(tǒng)為你接管大部分行駛功能。
到達目的地，按下自動泊車，汽車自主轉(zhuǎn)動方向盤控制油門進入車位。
這些年來，你能感受到汽車新功能帶來的駕駛樂趣和出行便利，你能看到駕駛室內(nèi)日漸豐富的中控系統(tǒng)。而在汽車炫酷的外表下，你看不見的是：
上百個電子控制單元中循環(huán)執(zhí)行的代碼功能塊；
在連接各電控單元的線束中不斷穿梭的電子信號；
終端執(zhí)行器在接受電子指令后的精準運作；
以及遍布汽車各個角落的傳感器和實時傳回的感知數(shù)據(jù)。
這套隱形而強大的系統(tǒng)就是汽車軟件系統(tǒng)。
它同硬件系統(tǒng)一道實時獲取、理解駕駛員需求，通過邏輯運算得出機械部件需要做出的響應并發(fā)出指令。軟件、硬件相互合作，它們一同組成了汽車電子系統(tǒng)。
1、汽車電子系統(tǒng)
遙想1950年，當時豪華車搭載的電子設備屈指可數(shù)：啟動機、電池、車燈、轉(zhuǎn)向燈和火花塞。只要40根銅導線就可以滿足整車的電子部件通信和電能供給。
隨著汽車向“四化”不斷推進，汽車軟件系統(tǒng)的功能越發(fā)可靠和多樣。
如今普及的大型車載互動屏幕在當時是不可想象的，那個年代收音機是車載娛樂系統(tǒng)的全部。為了力保這唯一的多媒體設備能夠正常工作，外置收音天線成為整車中要求最高的一根電線：畢竟它要在車外風吹雨淋，工作環(huán)境嚴苛。
1980年代。隨著IT技術的起步和興起，在當時機械主宰的汽車行業(yè)內(nèi)掀起了一場電子電氣化革命。今天汽車標配的安全氣囊、防抱死系統(tǒng)ABS、車輛穩(wěn)定系統(tǒng)ESP、發(fā)動機電控系統(tǒng)和導航系統(tǒng)都集中誕生于那個年代。搭載軟件系統(tǒng)的電子控制器開始在車上出現(xiàn)。
隨著控制器數(shù)量逐漸增多，不同控制器之間的通信問題亟需解決，如今人們熟悉的CAN總線、LIN總線等應運而生。
1990年，用于發(fā)動機管理和防抱死系統(tǒng)的電子控制器成為所有汽車的標準配置，軟件成為汽車的重要組成部分，整車廠也逐漸意識到因為通信總線不斷延長而日益升高的成本。2000年奔馳S級轎車的電子系統(tǒng)已經(jīng)擁有80個電控單元，1900條總長達4km的通信總線。2007年奧迪Q7和保時捷卡宴的總線長度突破6km。
（汽車各大系統(tǒng)的軟件功能逐年快速增長）
從上圖可以看到，以奧迪為例，汽車各大系統(tǒng)的軟件功能逐年快速增長。軟件系統(tǒng)越做越大，越做越復雜，硬件系統(tǒng)跟著齊頭并進。
在這些硬件數(shù)量爆發(fā)的背后，究其根本原因是汽車業(yè)需要滿足客戶逐漸提高的駕駛性和舒適性需求，同時要滿足一系列汽車安全性能行業(yè)標準。
下圖可以看到軟件系統(tǒng)最小單元“功能函數(shù)”的總數(shù)隨著時間推進，迅速增長。但是電子控制器的數(shù)量卻在2010年前后開始放慢增長。這是因為越來越多的控制器，急劇增加了整車成本。整車廠面對成本壓力不得不開始考慮應對策略，逐步將小型控制器集成到一個大型控制器。汽車電子系統(tǒng)從分散化轉(zhuǎn)向集中化，減少控制器數(shù)量，降低總線長度，從而降低成本。
（離不開硬件的軟件）
要理解為什么軟件、硬件不能分家，只有組合在一起才可以組成汽車電子系統(tǒng)，我們需要首先搞明白汽車是如何與駕駛員和環(huán)境互動的。
當你跨入汽車，按下啟停鍵，你點燃汽車動力核心，儀表亮起。掛擋，踩滿油門，你感受到十足的推背感。
高速上，打開自動巡航，汽車駕駛輔助系統(tǒng)為你接管大部分行駛功能。
到達目的地，按下自動泊車，汽車自主轉(zhuǎn)動方向盤控制油門進入車位。
這些年來，你能感受到汽車新功能帶來的駕駛樂趣和出行便利，你能看到駕駛室內(nèi)日漸豐富的中控系統(tǒng)。而在汽車炫酷的外表下，你看不見的是：
上百個電子控制單元中循環(huán)執(zhí)行的代碼功能塊；
在連接各電控單元的線束中不斷穿梭的電子信號；
終端執(zhí)行器在接受電子指令后的精準運作；
以及遍布汽車各個角落的傳感器和實時傳回的感知數(shù)據(jù)。
這套隱形而強大的系統(tǒng)就是汽車軟件系統(tǒng)。
它同硬件系統(tǒng)一道實時獲取、理解駕駛員需求，通過邏輯運算得出機械部件需要做出的響應并發(fā)出指令。軟件、硬件相互合作，它們一同組成了汽車電子系統(tǒng)。
1、汽車電子系統(tǒng)
遙想1950年，當時豪華車搭載的電子設備屈指可數(shù)：啟動機、電池、車燈、轉(zhuǎn)向燈和火花塞。只要40根銅導線就可以滿足整車的電子部件通信和電能供給。
隨著汽車向“四化”不斷推進，汽車軟件系統(tǒng)的功能越發(fā)可靠和多樣。
如今普及的大型車載互動屏幕在當時是不可想象的，那個年代收音機是車載娛樂系統(tǒng)的全部。為了力保這唯一的多媒體設備能夠正常工作，外置收音天線成為整車中要求最高的一根電線：畢竟它要在車外風吹雨淋，工作環(huán)境嚴苛。
1980年代。隨著IT技術的起步和興起，在當時機械主宰的汽車行業(yè)內(nèi)掀起了一場電子電氣化革命。今天汽車標配的安全氣囊、防抱死系統(tǒng)ABS、車輛穩(wěn)定系統(tǒng)ESP、發(fā)動機電控系統(tǒng)和導航系統(tǒng)都集中誕生于那個年代。搭載軟件系統(tǒng)的電子控制器開始在車上出現(xiàn)。
隨著控制器數(shù)量逐漸增多，不同控制器之間的通信問題亟需解決，如今人們熟悉的CAN總線、LIN總線等應運而生。
1990年，用于發(fā)動機管理和防抱死系統(tǒng)的電子控制器成為所有汽車的標準配置，軟件成為汽車的重要組成部分，整車廠也逐漸意識到因為通信總線不斷延長而日益升高的成本。2000年奔馳S級轎車的電子系統(tǒng)已經(jīng)擁有80個電控單元，1900條總長達4km的通信總線。2007年奧迪Q7和保時捷卡宴的總線長度突破6km。
（汽車各大系統(tǒng)的軟件功能逐年快速增長）
從上圖可以看到，以奧迪為例，汽車各大系統(tǒng)的軟件功能逐年快速增長。軟件系統(tǒng)越做越大，越做越復雜，硬件系統(tǒng)跟著齊頭并進。
在這些硬件數(shù)量爆發(fā)的背后，究其根本原因是汽車業(yè)需要滿足客戶逐漸提高的駕駛性和舒適性需求，同時要滿足一系列汽車安全性能行業(yè)標準。
下圖可以看到軟件系統(tǒng)最小單元“功能函數(shù)”的總數(shù)隨著時間推進，迅速增長。但是電子控制器的數(shù)量卻在2010年前后開始放慢增長。這是因為越來越多的控制器，急劇增加了整車成本。整車廠面對成本壓力不得不開始考慮應對策略，逐步將小型控制器集成到一個大型控制器。汽車電子系統(tǒng)從分散化轉(zhuǎn)向集中化，減少控制器數(shù)量，降低總線長度，從而降低成本。
（離不開硬件的軟件）
要理解為什么軟件、硬件不能分家，只有組合在一起才可以組成汽車電子系統(tǒng)，我們需要首先搞明白汽車是如何與駕駛員和環(huán)境互動的。
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