整车功能架构 --- 智能座舱

我是穿拖鞋的汉子，魔都中坚持长期主义的汽车电子工程师。

老规矩，分享一段喜欢的文字，避免自己成为高知识低文化的工程师：

所有人的看法和评价都是暂时的，只有自己的经历是伴随一生的，几乎所有的担忧和畏惧，都是来源于自己的想象，只有你真的去做了，才会发现有多快乐。人就应该满脑子都是前途，不再在意别人的看法不再害怕别人讨厌自己，不再畏手畏脚忧心忡忡也不会在睡前反回忆白天的行为，是否让对方产生误解用你那精神内耗的态度去搞学习搞事业搞钱，然后用躺平和摆烂的态度对待人际关系，烦恼能消失一大半。
无人问津也好,技不如人也罢,你都要试着安静下来,去做自己该做的事.而不是让内心的烦躁、焦虑、毁掉你本就不多的热情和定力。

时间不知不觉中，快要来到深秋。国庆假期结束，又开始新的忙碌。成年人的我也不知道去哪里渡自己的灵魂，独自敲击一些文字算是对这段时间做一个记录。

一、背景信息

软件定义汽车和E/E架构转型浪潮下，智能座舱供应链迎来变革。软件定义汽车趋势下，软件在汽车中的价值量占比将不断上升。主机厂的核心能力将发生范式转移：

-> 即从专注于发动机、底盘等核心技术转变为培育自身系统性的软件开发能力，通过设立软件公司和成立软件研发部门等措施来弥补自身软件的短板。

-> 另外，汽车 E/E 架构从分布式向集中化转型，软硬件解耦有助于降低零部件生产壁垒，助力硬件供应商加速实现国产化替代，推动智能座舱产业链变革

座舱存量和增量软硬件价值量发生变化，为诸多企业带来进入契机智能座舱因具备丰富的功能，价格相较于传统座舱显著上升。座舱单车价值量发生变化，存量硬件、增量硬件和增量软件涉及新的入局者。硬件方面，高算力SoC芯片逐渐替代低算力的MCU芯片，为高通等消费级芯片厂商带来从中控仪表 ECU 到座舱域控制器，以德赛西威为代表的国内Tier1已在布智能域控全套解决方案。新增硬件如HUD、通信模块的出现为科技公司和讯厂商带来入局机会。软件层面，操作软件定制化和应用程序为主机厂主夺的领域，底层操作系统为传统Tier1的基本盘。

汽车座舱智能化，催生Tier 0.5 和 Tier 1.5 等新兴。Tier 1业态当下汽车座舱系统的产业链条发生巨大变化，传统汽车供应链自下而上的模式在新智能汽车时代不再适用，Tier0.5和Tier1.5的出现赋能汽车供应链生态。以富赛汽车电子公司为代表 Tier 0.5 作为主机厂与上游之间的纽带，向上提供部分集成的软硬件，向下提出定制化需求:以互联网巨头、科技公司等企业为主的 Tier 1.5 向 Tier 0.5 提供部分软硬件支持服务的同时，也给 Tier1 提供集成化决策、融合及控制等方面的方案和服务。

汽车智能化趋势下，智能座舱是最快实现价值变现的方向之一，传统的汽车 BOM 供应体系将发生重大变革。传统供应模式下，Tier2 供应商负责研发和生产汽车零部件，由 Tier 1 进行零部件整合并为主机厂提供一体化产品解决方案。在当今“软件定义汽车”、软硬件解耦和汽车电子架构集成化趋势下，主机厂所需的智能座舱系统对软件的开发和使用能力提升，Tier 0.5 和Tier 1.5 应运而生。

智能座舱快速渗透的同时，座舱硬件、软件技术也在不断发展。车载显示屏、控制芯片、HUD等部件的功能进一步演进，价值量逐步提升。智能座舱主要部件的商业空间将为汽车电子企业、互联网科技巨头和信息通讯厂商提供入局机会。

二、智能座舱技术架构

汽车智能座舱的技术架构主要由如下几个组成：

-> 硬件层;

-> 系统软件层;

-> 功能软件层;

-> 服务层;

-> 支撑层构成。

复杂的技术架构推动了智能座舱产业链变革。

-> 硬件层包括传感器、内存、AI 感知模块、应用处理器(AP)等基本硬件设备:系统软件层包括驱动、通信等基本系统软件;

-> 功能软件层是完成智能座舱核心功能的层，主要在 AI感知模块上完成感知，在应用处理器上完成上层应用;

-> 服务层，即云服务体系包含语音识别、场景网关等相关服务;

-> 支撑层系，是支撑软件的快速开发工具，也可以称为成长平台。

分层的技术架构有利于整合系统资源，推动汽车软件架构由基于信号的架构向基于服务的架构(SOA)转变，大大提升复杂功能在车上的落地可能性。

预计智能汽车软件成本在整体汽车成本中的占比将从2022年的15%25%，上升至2026年的35%45%

软件在车载成本中的占比是一个复杂而多变的问题。随着汽车智能化和网联化趋势的加强，软件成本占比预计将持续增长。然而，车企和供应商也在不断探索优化和降本的途径，以应对市场竞争和消费者需求的变化。

随着汽车智能化和网联化水平的不断提升，软件在车载系统中的作用越来越重要。因此，软件成本占车载成本的比例预计将持续增长。

汽车 E/E 架构从分布式趋向集中式，不仅能够推动“智能化”的发展，还能有效实现新能源汽车降本增效。集中式架构可以有效减少新能源汽车整车 ECU 的数量，避免整车线束复杂化布局，推动汽车实现降本增效，为后续OTA 的软件管理提供便利。

随着车规级芯片运算能力、主频、核心数等性能不断迭代进步，将助力E卫 架构集中化转型升级。

供应链边界将随着 EI架构发展推动日趋模糊，零部件供应商将需要更强的协同整合能力，同时软硬件解耦有助于降低零部件生产壁垒，推动硬件供应商加速实现国产化替代

汽车电气化/智能化创造增量零部件，软件定义汽车带来盈利模式变革，部分车企会选择智能硬件预埋，OTA 软件升级也会带来新的盈利模式，带动汽车产业链微笑曲线更加陡峭。

智能座舱产业链新玩家积极入局，推动产业链价值重构，芯片厂商、软件提供商和互联网科技公司三大新入局者分别抢占SoC芯片、中间层和操作系统等附加值高的领域

汽车智能座舱主要由软硬件和人机交互技术构成，硬件包括液晶仪表盘、HUD、显示屏、芯片等，软件包括操作系统、中间件等，人机交互技术包括语音识别、触控识别等技术

伴随智能座舱软硬件的复杂化程度不断加深,传统车载信息芯片已无法满足座舱的算力需求和更新速度，SoC 芯片应然而生；

一方面，系统级SOC芯片高度集成了中央处理器(CPU)、AI处理单元、图像处理单元(GPU)、深度学习加速单元 (NPU)等多个模块，能满足高读运算和复杂运算的需求；

另一方面，主机厂愈发倾向于在车内使用硬件预埋的方式，主机厂间的算力竞赛越来越白热化,高算力 S0C芯片厂商市场地位将得到进一步提升；

高通作为消费电子芯片的霸主，目前也是智能座舱的 SoC芯片的全球龙头，旗下 820À多8155芯片已经成为当前智能座舱的主流芯片方案

车载显示器上游面板厂和中游模组厂凭借自身积累的成熟的软件开发及软硬件耦合能力，布局显示系统集成和智能座舱总成业务，在软件定义汽车的浪潮下，获得了直接对接OEM 厂商的机会

SDK(软件开发工具包): 目前市场以 Tier1和互联网科技公司为主，日后主机厂将抢占份额主机厂或将争夺核心应用算法对一些与用户体验交互较强的核心应用进行自研。

BSP(板级支持包):传统 Tier 1 的基本盘，互联网企业和主机厂不考虑底层软件市场BSP 与底层硬件封装后，后续不涉及定制化升级，车规级软件开发工作相对底层。

操作系统定制化:目前市场以 Tier1和软件公司为主，日后主机厂将抢占份额:车机系统是所有数据的入口，争夺操作系统开发能力，便于后续进行 OTA 升级和功能的优化。

根据主机厂软件能力全面程度和研发主导能力，主机厂向软件转型具有四条路径:

-> 1、与软件企业战略合作;

-> 2、全栈道技术布局;

-> 3、同Tier1深度绑定;

-> 4、核心领域重点突破

当下汽车座舱系统的产业链条发生巨大变化，传统汽车供应链自下而上的模式在新智能汽车时代不再适用，Tier0.5和Tier1.5的出现赋能汽车供应链生态.

零部件供应商、软件服务商与主机厂的关系变化很大。传统的零部件供应商和主机厂的关系是零部件厂商负责研发和生产，主机厂再把零部件上的最优资源集成到车里，按照主机厂对车的定位来打造产品，最终推向市场，面向消费者。如今在“软件定义汽车”的新形式下，软件对于汽车越来越重要，软件在车上的话语权越来越大，在整车成本的占比上也越来越高。### 主机厂也在根据目前的形式进行调整，做车内软件的定义和控制，将技术能力下探，做车内智能零件的定义，包括底层的SOA架构。在这个过程中，主机厂和供应商都在增强自身能力。

关于供应链未来关系的发展思考①)对于主机厂，大型主机厂基本都在开始布局底层S0A架构和共同开发体系，未来主机厂很可能会控制一部分S0A架构。主机厂会去集成各个零件软件供应商的软件功能，同时将硬件整合成ONE BOX体系。

对于零部件厂商，一方面，要从底层架构软件上更多得支持主机厂，很多零部件厂商从Tier1变成Tier0.5，从零部件的软件体系上更多得给主机厂赋能。另一方面，零部件供应商、软件服务商要在应用层上形成各自的专业发展方向，从用户体验的角度来为用户提供丰富的应用。

名词解释

V2X:V2X(VehicletoEvenrything)，V2X是支持车辆与周围交通系统进行通信的技术，可实现车与万物互联的技术，包括Vehicle-to Vehicle(车与车)，vehicle-to-infrastructure (车与基础设施)，vehicle-to-network(车与网络)和vehicle-to-pedestrian(车与人)。

云计算:一种资源交付和使用模式，用户可通过互联网以自助服务的形式获取自身所需要的IT资源。

SaaS:SonwareasaService，软件即服务，位于云架构上层，是一种软件交付模式。SaS服务商将软件统一部署在自身服务上，客户可根据自己实际需求通过互联网向SaaS服务商采购所需的软件服务。

PaaS:PlatfomasaService，平台即服务，位于云架构中间层，是一种将软件开发平台作为服务提供给用户使用的云计算基础设施服务。

IaaS:InfastruclureasaService，基础设施即服务，位于云架构底层，把I基础设施作为一种服务通过网络对外提供，并根据用户对资源的实际使用量或占用量进行计费的一种服务模式。

智能汽车:通过搭载自主探测设备，具备单车环境感知能力，能够进行自主决策并安全行驶至目的地的汽车。

车联网:涵盖车内网、车际网和车云网，以特定通信协议和数据交互标准，实现车与车、人、路、平台之间信息交换的通信网络。

5G: 5th Generation MobileNetworks，第五代移动通信技术，一种具有高数据速率、低延迟、高吞吐量特征的数字蜂窝移动通信技术。

ADAS:Advanced DrivingAssistantSystem，高级驾驶辅助系统，通过传感器收集环境信息并分析决策，提醒驾驶员潜在危险的主动安全技术。

环境感知:通过传感器或自组织网络，对道路、车辆、行人、交通标志等进行检测和识别的技术，目前多用于先进驾驶辅助系统。

智能决策:对获取到的信息进行融合、分析判断车辆应该做出的最优决策。

AliOs:由阿里巴巴发布的面向汽车、IOT终端、IOT芯片和工业领域的物联网操作系统。

IoT: The lntemetofThings，物联网，通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。

HUD:Head Up Display，抬头显示器，一种利用光学反射原理将影像和信息投射到玻璃上的装置。

OBD:On-borad diagnostics，随车诊断系统，汽车检测仪器访问汽车电脑ECU的接口。

ECU:Electronic ControlUnit,电子控制器单元，是利用各种传感器、总线的数据采集与交换，来判断车辆状态以及司机的意图并通过执行器来操控汽车。

IVI:In-VehicleImfotainment，车载信息娱乐系统，是采用车载专用中央处理器，基于车身总线系统和互联网服务，形成的车载综合信息处理系统。流媒体后视镜:可实时观察后方路况的后视镜，通过高清的外置后视摄像头对车辆后方环境进行拍摄，并把图像呈现到后视镜上。

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