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2022 CES：安波福围绕SVA推出系列创新技术

盖世汽车忻文 2022-01-07 13:15

在2020年国际消费类电子产品展览会（CES）上，安波福正式推出智能汽车架构（SVA）的设计理念。此后，安波福不断进行技术创新，努力将未来汽车及出行方式带入现实世界，并在今年的CES上，展示了一系列围绕SVA开发的最新成果，包括电源数据中心（PDC）、车辆中央控制器（CVC）等区域控制器，使SVA已经可以全面运行，支持软件定义汽车的实现。

图片来源：安波福

SVA是一个可升级的开放式整车架构平台，可降低总拥车成本，有助于功能丰富、高度自动化汽车的量产。该平台是一个分层架构，包含的逻辑结构块可进行灵活扩展，为汽车软件创新提供了平台，极大地简化了整车架构，不同的应用程序可互相结合。在SVATM架构下，新功能的开发及升级变得更加简便高效，提高了汽车的生命周期管理，并使OEM能够自主定义其希望提供的用户体验功能。

在今年CES上，安波福展台展示的是一个可运行的SVATM架构。当解说员走近架构时，架构中的区域控制器立即被唤醒。这个演示反应了汽车的快速响应，以支持无钥开门、手机钥匙等需要即时反应的功能。假设这个架构是一辆电动汽车，当车主走近时，一些系统的关键元素便会立即开启，这将大大简化车辆启动流程，加快汽车启动速度，让汽车在车主不知不觉间就已经做好准备随时启动。

图片来源：安波福

网络延迟问题是智能网联汽车的一个重要挑战。以方向盘为例，当前，汽车通过一个独立的网络连接方向盘的转动传感器，以保证牵引力控制、防抱死制动等系统的顺利运行。工程师们可以通过改变拓扑结构，在不影响性能的前提下消除这个独立的网络，以达到降低成本的目的。这就要求网络要解决延迟性问题。安波福在展台上展示了几乎完全同步的即时响应。

SVA应用：优化的硬件解决方案

SVA非常易于扩展，可应用于从入门级/紧凑型车型（通常I/O更少）到具备自动驾驶功能的L4级车型。

区域控制器被视为推动汽车架构向SVA进化的下一个逻辑步骤。安波福展示的SVA架构中有两个区域控制器，它们也被称为电源数据中心（PowerData Center，PDC），分别位于车身前侧和后侧。PDC将车辆周围的传感器和执行器的输入/输出（I/O）从算力（负责进行处理的OSP、CVC等）中抽离出来。此外，它还通过基于服务的标准化API消除设备层对计算层的依赖，进而显著简化硬件的互换性。

区域控制器的数量因车辆要求和复杂程度而异，但在与客户的实际合作中，安波福发现三个PDC的配置通常是最优方法。

区域控制器是多个ECU的逻辑集中点，有助于减少成本和重量。安波福在为某OEM进行的研究中发现，区域控制器可整合九个ECU，同时节省数百条独立电线的使用——从而令车辆的重量减少8.5公斤。每减少一点重量，就意味着二氧化碳排放量的降低以及电动汽车续航能力的提升。

此外，由于区域控制器将车辆的电气基础设施划分为更易于管理的多个部分，线束组装更易实现自动化。

SVATM架构还可以实现个性化用户体验功能定制，用户可选择自己喜欢的汽车行驶声音、开门的声音、面板灯光颜色、为了保证网络安全而设置的登录偏好、ADAS功能等。这些个性化设置通过还可通过云工具包线上传输给后台进行处理，并最终在依SVA设计的整车架构上呈现出来。

也就是说，通过SVATM，供应商可以为整车厂定制个性化的ADAS、信息娱乐、智能座舱等汽车功能。不仅如此，安波福还提供标准化接口的开放式平台及开发工具包，使整车厂或第三方开发商可在此基础上进一步定义开发个性化的设置及功能。

安波福推出中央车辆控制器（CVC）

安波福此次展出的亮点产品之一是中央车辆控制器，简称CVC。它是安波福最新推出的一套系统。作为SVA架构的关键组成部分，该系统负责将软件代码转化为物理动作。作为所有数据通信的路由器，CVC将车辆中的各种设备进行实时连接，处理网络流量的排序及信息调度。

CVC是所有高级汽车架构的关键部件，尤其适合Zonal架构（分区架构）。在这种应用场景中，CVC是区域主控，负责协调车辆中所有区域控制器的操作。PDC仍保留I/O，但大部分车身控制功能均位于CVC内。

事实上，CVC可集成电源和车身控制器、驱动和底盘控制器、数据网络路由器、网关、防火墙、区域主控和数据存储中心等所有功能。也就是说，它可以执行所有这些功能。

CVC还负责管理时间同步，这一功能决定了车内多个系统能否有效地协同工作。通过在CVC中定义网络，可去除为其他设备配置的昂贵的路由器硬件，从而进一步降低整车成本。以管理转向灯为例，当某个应用程序需要打开左侧灯时，CVC选择特定的区域控制器进行通信以发送闪烁信号，同时管理着所有区域控制器的计时情况，并且将这些细节隔离在应用程序之外。而在混合性网络中，这种方式可确保雷达数据等更关键的流量得到及时传输。

SVATM中间件（PDC、CVC）如何在降低整车成本的同时释放指数级创新能量？

主要通过两种方式：

首先，安波福采用定义明确的接口和API对硬件进行抽象，令车内和云端的应用程序与车辆的机械装置完全隔离。此举可加快开发进程，提高重复使用，保证开发人员可专注于优化用户体验。

第二，重新开发已有的代码是一项没有意义的工作。安波福工具套件支持无缝向上集成，可简化集成和验证流程（特别是对已有代码）。它可为时间敏感型应用程序产生可验证的行为，确保系统兼具可预测性和可重复性。也就是说，工程师们可在不影响安全或性能的情况下缩短开发周期。

在软件定义的汽车中，需要一个传输层，将编程转变为汽车功能，就好像将人体大脑与神经系统之间的一个将大脑的决策转化为行动的传输层一样。在SVA中，这个传输层可以设置在PDC或CVC中，具体取决于OEM的个性化要求。

PDC、CVC等SVATM中间件就是信号和行动之间的桥梁。

以前，汽车通过车身控制器向某个设备发送信号，然后由该设备执行功能。而在新一代以服务为中心的架构中，汽车功能则以服务的形式呈现，那些需要此功能服务的应用程序则通过订阅获得此服务。这一趋势对于新开发的应用程序来说当然是好事，但我们仍需向传统软件提供支持。当你刚刚把天窗算法调整得恰到好处时，你最不希望面对的一定就是改动！然而，工程师们不得不面对包含遗留代码的软件集成的挑战。

而PDC、CVC等中间件可以允许整车厂能够充分利用原有软件，而不是“推倒重来”。它使软件集成更简化，更高效，同时在需要时阻隔功能间的干扰。经验证，对于大部分车身功能，安波福的中间件解决方案可减少30%-50%的集成工作量，以及10%以上的测试、验证和质量相关工作量。

安波福开放式服务平台（OSP）介绍

安波福还展示了其开放式服务平台（OSP）。通过一个开放式域控制，安波福展示了OSP如何提升汽车特性和功能的可扩展性。

OSP负责运行诸如高级安全和车内信息娱乐和用户体验任务等领域所需的复杂软件。

SVATM的目标之一是提升汽车特性和功能的可扩展性，无论是在整个汽车生命周期、平台、装饰，还是个性化层面。而带有标准化接口的OSP，加上恰当的开发工具（如安波福“持续交付”工具包），将可释放出指数级的创新能量。

案例1：车内用户体验应用

目前，雷达、摄像头等传感器技术在驾驶座舱内的应用还处于初级阶段，仅限于驾驶员状态监测系统（DDS）等应用。不过，传感器技术在驾驶座舱内的应用已经成为下一个明确的发展方向。

驾驶座舱内通常采用广角摄像头，同时可覆盖副驾驶座及后排座位。系统不仅可以查看到驾驶员的双手是否在方向盘上，还可以执行多种增值功能。如：它可以对前排乘客进行识别并相应调整座位、确保乘客正确佩戴安全带、结合人工智能技术提醒乘客拉在车上的物品，等。

案例2：驾驶安全领域应用

随着汽车自动化程度的提高，汽车架构需要更强大的数据处理能力，同时，对子系统的优化也变得越来越重要。

安波福推出的以雷达为中心的解决方案可以满足以上需求。它具有强大的数据处理能力、低能耗，同时对环境因素拥有非常强的适应能力。

与基于摄像头等视觉传感器的系统相比，以雷达为中心的系统配置不仅功能更强大，且成本更低。以雷达为中心的系统需要的算力及对能耗的要求减少了60%，且系统成本降低至少25%。并且，雷达不仅具有良好的距离和速度检测能力，还可灵活装置于汽车的各个位置。它可以安全地置于车身面板后方，远离污垢和灰尘。此外，相较于摄像头，雷达的应用避免了诸多隐私问题。最后，由于其全天候性能，雷达在扩展车辆的运行设计方面扮演着重要的角色。它在夜间或照明条件不利的情况下，以及雨雪雾中均能运行良好，确保相关功能的可用性。

图片来源：安波福

当然，雷达也存在一些局限，但安波福正在通过人工智能及机器学习技术来有效地消除这些局限。通过将AI/ML应用于雷达，安波福显著提高了其性能，令其以更高的精度识别物体，同时仅需少量数据就能更好地了解车辆周围的环境。

这些技术突破正在使安波福以及它的整车客户更广泛地应用以雷达为中心的解决方案，显著降低系统成本以及功耗。

突破瓶颈：安波福推出“持续交付”全新开发方式

当前，传统汽车开发方式已成为技术创新的一个主要瓶颈。

瓶颈一：由于汽车的安全性与生命攸关，传统上，汽车系统的开发一般采用“以要求为中心”的开发方式。这种方法有助于确保安全和法规问题得到妥善解决，但通常也需要在开发的早期就对系统的各种定义做好决策并不断跟进开发和验证结果。这意味着对复杂的系统往往需要进行成千上万次集成测试。

瓶颈二：许多系统搭载了嵌入式软件，对这些软件的测试必须带硬件进行以保证软件的正常运行。因此，在测试时工程师们必须加上相应的硬件，这增加了测试的复杂性。

对汽车系统开发来说，实时响应是一个关键的考量因素，它不仅关系到汽车的安全性，也关系到用户感受。

因此，一般来说，工程师们传需要在硬件上测试相应的软件，以保证软件的运行不会因为运行环境的改变而受到影响，因此测试所需的时间也因要装配相应的硬件而延长。要知道，一套软件的运行往往涉及到多个硬件，且这些硬件往往来自不同的生产商。因此，为了测试一套软件，工程师们往往需要花费更多的精力将所需的硬件装配齐整。

而且，嵌入式软件往往有很多瓶颈，比如算力、内存有限，需要多种且不相关联的工具，要求实时响应、以及存在连接方面的问题，等等。鉴于这些限制，协调器、管理程序、加载器或维护类代码等工具并不实用。此外，由于它们直接与物理世界互动，需要输入并提供输出，而这些输出无法始终仅通过软件测试来生成或进行可靠的检查。

在实际开发中，要进行成千上万次软件集成测试，并且每天要进行代码集成，可想而知，仅就软件测试一项，工程师们就要耗费大量时间和精力。

传统的开发方式以在客户处进行测试来达到目的，导致CI链分散在客户及供应商开发团队中，协作起来也非常困难。

为了解决上述瓶颈，安波福投入大量人力物力，成功开发出了一个被称为“持续交付”的工具包，完美解决了上述开发瓶颈。在CES展上，安波福向行业展示了这套开发工具。

安波福在CES上展示最新电动汽车相关技术

安波福是高压电气化领域的领导者，安波福此次展示的解决方案致力于以更高效的途径实现更可持续的未来出行。

更短的充电周期

随着对更高续航里程的需求，电池变得越来越大，这意味着充电功率需要提高，否则充电等待时间将加长，而这当然不是我们想要的结果！因此，电池技术正稳步向高电压系统发展。

安波福的快充技术已成为行业领导者。安波福的充电枪及充电插头可满足快充需求——不论是交流电还是直流电。提升充电速度的关键在于管理热量以兼容更高的电流。安波福的充电系统可测量连接结点的温度，并利用该数据主动优化充电周期。而安波福模块化、可维修的充电插孔则集成了主动冷却通道，用于提取热量以支持高电压和快充。