2021年中国汽车基础软件发展白皮书.pdf

指导单位：工业和信息化部装备工业一司 工业和信息化部装备工业发展中心发布单位：中国汽车工业协会 中国汽车基础软件生态委员会（AUTOSEMO）2021.09在智能汽车时代，新一代的电子电气架构形成和面向 SOA 的软件架构将是未来汽车的大脑中枢。中国汽车产业面临百年未遇之大变局，整车企业和零部件企业与终端用户之间的关系将被重塑，汽车产业正在由传统的以整车企业为主体的“链式关系”向以生态主导型企业为核心的“网状生态”转变。如今，智能汽车企业用软件定义汽车，强化协同创新，打造全新的电子电气架构、操作系统、高算力芯片等通用化的平台成大势所趋；汽车企业相继致力于构建数字座舱智慧生态系统，提升用户智享体验；提高自动驾驶过程中的场景体验，加快突破高性能传感器技术，加快关键元器件自主产业形成。在过去 20-30 年汽车产业发展的进程中，软件开发通常用以解决工程耦合、功能实现问题为首要任务，未能与消费者的使用感受产生深入关联。而当软件以创新、以提升消费者的使用感受为目标并随着不断迭代和完善，源源不断的为消费者贡献更多体验和价值时，软件对于汽车产业模式本质的改变，成为了当今软件定义汽车(SDV:Software Define Vehicles)生态能够快速发展的核心。汽车基础软件需要不断迭代，支持车企自身软件的开发和升级，汽车基础软件供应商需要与汽车企业、汽车电子转型企业、新兴汽车软件企业共同协作，共同推动汽车软件生态的繁荣和发展。一、聚焦智能网联汽车发展的重点2021 年 3 月 11 日，工业和信息化部副部长辛国斌在智能网联汽车推进组（ICV-2035）成立座谈会中指出智能网联汽车是未来产业发展的战略制高点，当前正处于技术快速演进、产业加速布局的关键阶段，为有效汇聚各方力量、推动解决重大问题、加快产业发展步伐至关重要。同时，智能网联汽车正在成为移动储能单元和数字空间，将会带动能源、交通、出行等领域巨大变革，产业生态全面重塑，发展速度日新月异，要以时不我待的自觉抢抓发展机遇、加强战略谋划。深入实施新能源汽车产业发展规划（2021-2035 年），聚焦重点领域，加快推动新型电子电气架构、操作系统等关键核心技术研发，研究制定急需技术标准和准入管理要求，持续优化政策环境，打造创新产业生态，加快推动智能网联汽车产业发展。目前，国内主机厂在软件开发的投入逐渐的加大，能力不断提升。与汽车产品性能发展变化相适应，其内在的电子、电气、感知、判断、执行系统也有重大的技术进步。国内主机厂正在不断以电动化、智能网联化为核心发展方向，中国自主的软件平台系统研发正在与日俱进，这将是中国汽车产业赶超世界先进水平的重要赛道。因此，持续加快发展具有我国自主知识产权的汽车基础软件生态体系，构建完整的产业生态链条，加快汽车软件技术创新是推进中国汽车产业与中国智能网联汽车快速发展的关键因素。二、中国汽车基础软件生态委员会（AUTOSEMO）的工作职责中国科学院院士梅宏曾在 2020 年曾经指出：“软件正在对传统物理世界基础设施和社会经济基础设施进行重塑和重构，通过软件定义的方式赋予其新的能力和灵活性，成为促进生产方式升级、生产关系变革、产业升级、新兴产业和价值链的诞生与发展的重要引擎。”前PREFACE言中国汽车基础软件生态委员会（简称：AUTOSEMO）,自2020年7月22日成立以来，持续围绕着智能网联的应用构建软件的架构研究边界标准的规范，近期由 AUTOSEMO组织的相关会员单位展开的关于 SOA（Servise Oriented Architecture 即面向服务的结构）软件框架的研究及实践，于 2021 年 6 月发布的SOA 架构标准技术规范 1.0是围绕SOA 架构技术概述、面向服务计算的目的和价值、SOA 架构特征及优缺点、SOA 国内外技术应用现状作做概述分析。同时，在产业生态建设发展的过程中，同内部成员单位共同探讨基础软件商业模式、基础软件人才培养等关键共性问题。旨在承担中国汽车产业变革中的生态发展任务，以汽车基础软件为核心，不断推进汽车基础软件走向通用标准化，提出标准的面向 SOA的软件架构的同时中间件平台也将逐步清晰，加速汽车产业走向智能化，为将来具有多要素、多维度、多层次的更加错综复杂的汽车产业做出贡献。三、中国汽车基础软件的重要角色在全球汽车软件产业开启竞争后，智能汽车将跟软件琴瑟和鸣地展现在社会的视野中。汽车产业需要不断的跨界融合、构建横跨车内各域、纵跨车云 的软件平台。这充分显示了基础软件的重要性，当通用化硬件不断涌现，“AUTOSAR Adaptive+Classic+中间件”软件架构趋于稳定，并通过工程化服务完成适配工作后，应用软件开发将快速的繁荣，芯片的能力、属性以及需要满足的功能和框架可以被清晰的定义，芯片产业可以在更加明确的轨道上发展，“摩尔定律”会随着应用的拉动在汽车工业领域中出现。围绕汽车智能化，软件定义汽车的生态体系将迎来高速发展期，这是世界汽车产业百变大变革中，中国汽车产业走向崛起的重要时点。四、中国汽车基础软件发展白皮书 2.0 主要内容本次中国汽车基础软件发展白皮书白皮书 2.0是继 2020 年在世界智能网联汽车大会上发布中国汽车基础软件发展白皮书 1.0之后，在工业和信息化部装备工业一司和装备工业发展中心的指导下第二次发布中国基础软件白皮书。在 1.0 版本的基础之上，本次中国汽车基础软件发展白皮书白皮书 2.0是联合中国汽车芯片产业创新战略联盟以及 AUTOSEMO 组织下的 46 家成员单位，通过在汽车智能化发展背景下，根据生态领域积累和总结的经验，结合目前汽车软件产业发展现状，围绕中国汽车基础软件领域中的关键技术和关键标准研究进展进行总结。内容涵盖市场发展情况，关键汽车软件技术趋势、关键标准研究情况、汽车软件产业生态发展建议等方面。鼓励行业内的技术交流学习，实现汽车基础软件的应用及传播，并在行业中形成共识，共同推动汽车产业向智能化加速迭代发展。中国汽车基础软件发展白皮书 2.0I一、软件定义汽车发展情况概述 011.1 中国智能汽车发展现状 011.1.1 智能汽车的定义 021.1.2 中国传统车厂在智能汽车中的实践 021.1.3 产业环境与政策导向 051.1.4 中国智能汽车的产业现状 071.2 软件对智能汽车的影响 071.2.1 软件对自动驾驶的影响 071.2.2 软件对智能交互的影响 091.2.3 软件对智能服务的影响 101.2.4 SOA 软件平台框架的实践 111.2.5 小结 141.3 未来 E/E 架构的发展情况 141.3.1 软硬件及通讯发展影响 E/E 架构走向 141.3.2 E/E 架构现在及未来趋势 15二、SOA 架构概述 192.1 Web 服务 SOA 相关技术规范概述 192.1.1 技术标准组织 192.1.2 技术标准的形成 202.2 AUTOSAR-AP 平台 SOA 相关技术规范概述 20三、AUTOSEMO Service Framework（ASF）233.1 总体概述 233.1.1 面向整车的服务 233.1.2 服务类型 233.1.3 服务实现方式 233.2 服务框架 243.3 基础型服务和功能型服务 253.3.1 基础型服务 253.3.2 功能型服务 25CONTENTS目录中国汽车基础软件发展白皮书 2.0II3.4 服务定义方式 263.4.1 静态服务定义 263.4.2 动态服务定义 26四、软件定义汽车下 OEM 的应用领域及对策 274.1 通用硬件的分类与定义（域控制器）274.1.1 通用硬件分类 274.1.2 通用硬件定义 274.1.3 动力域控制器 284.1.4 底盘域控制器 284.1.5 智能座舱域控制器 304.1.6 自动驾驶域控制器 314.1.7 车身域控制器 314.2 自动驾驶领域的创新与实践（感知、决策、线控）324.2.1 感知 354.2.2 决策 384.2.3 线控 414.3 车云一体是 OEM 个性化功能的创新焦点 434.3.1 车云一体的基本概念 434.3.2 车云一体应用价值 434.3.3 车云一体领域的业内应用实践案例 454.4 OTA 应用场景 474.4.1 产品现状：474.4.2 技术路线 484.4.3 发展趋势 49五、汽车芯片与基础软件 525.1 汽车芯片的发展概述 525.1.1 功能芯片持续巩固汽车控制性能和安全 525.1.2 主控芯片成为汽车行业竞争制高点 535.1.3 车载 SOC 计算芯片典型架构 555.2 汽车基础软件的关键要素 575.2.1 车载 SOA 的技术基础架构 585.2.2 汽车芯片的生态现状概述 605.2.3 汽车操作系统的生态关系 625.3 总结 66六、AUTOSEMO 的标准发展情况概述 676.1 SOA 基础服务标准设计与接口定义工作 67中国汽车基础软件发展白皮书 2.0III6.2 整车 SOA 架构设计与软件平台框架定义工作 676.3商用车线控底盘接口规范工作 676.4 自动驾驶视觉感知接口规范工作 686.5 商用车自动驾驶框架参考规范工作 68七、未来展望 70八、主要贡献单位 71中国汽车基础软件发展白皮书 2.001一、软件定义汽车发展情况概述1.1 中国智能汽车发展现状1886 年卡尔.本茨发明的第一辆汽车，标志着汽车的正式产生。人类的出行从马车进入汽车时代，汽车进一步解放了人类的自由。汽车起源于欧洲，壮大于美洲，普及于亚洲，随着智能时代的到来，中国汽车工业迎来新的发展契机。电动化、网联化、智能化、共享化已成汽车产业的发展潮流和趋势，我国正加快推动智能网联汽车发展。国家多次出台配套政策标准推动行业发展，当前中国智能汽车数量超千万辆；推动智能汽车发展需要提升智能道路基础设施水平，试点城市先行发展发挥领头作用。智能汽车领域正成为新一轮科技革命和产业革命的战略高地，我国智能汽车行业迎来了发展的黄金期，预计 2025 年中国智能汽车数量有望达2800万辆。根据2020年2月发布的 智能汽车创新发展战略，智能汽车是指通过搭载先进传感器等装置，运用人工智能等新技术，具有自动驾驶功能，逐步成为智能移动空间和应用终端的新一代汽车，智能汽车通常又称为智能网联汽车、自动驾驶汽车等。近些年来，能源、环境、安全以及交通拥塞等问题日益凸显，智能汽车能够综合实现安全、节能、环保以及舒适行驶，逐渐成为中国乃至全世界的研究热点。随着物联网、云计算、大数据与移动互联网的发展，汽车加速往智能化、网联化和电动化发展，“软件定义汽车”的时代已经来临。云管端一体化 SOA 软件平台实现核心技术自主研发和五大产品创新：包括自研 SOVP（AP）平台、SOA 软件平台框架、云管端一体化车辆抽象层、SOA 开发者平台、工具链支持平台等。图1-1 智能汽车定义中国汽车基础软件发展白皮书 2.002 1.1.1 智能汽车的定义智能汽车由单车智能与车联网组成，是指通过搭载先进传感器、控制器、执行器等装置，融合信息通信、物联网、大数据、云计算、人工智能等新技术，实现车内网、车外网、车际网的智能信息交换、共享，具备信息共享、复杂环境感知、智能化决策、自动化协同控制功能，与智能公路与辅助设施共同组成智能移动空间和应用终端的新一代智能出行系统。智能汽车相较于传统汽车，其核心区别在于具有较为先进的自动驾驶辅助系统、智能座舱系统和车联网系统，最显著的特征是智能化、网联化与共享化。智能汽车通过其搭载的软硬件逐步由单纯的交通运输工具向智能移动空间转移，从而最终实现“以人为中心”的智能移动空间。目前“智能汽车”主要由三大要素组成即智能交互、智能驾驶以及智能服务。图1-2 智能汽车三大要素智能汽车的智能驾驶、智能交互及智能服务的实现，在具备智能摄像头、激光雷达及人工智能芯片等先进硬件的基础上，还需具备统筹系统、先进算法以及运行稳定的软件系统。智能汽车在软件系统的不断更新迭代下，使其更加懂用户需求，更加智能以及更加安全。当“智能汽车”搭载的智能硬件逐渐标准化后，“智能汽车”的核心竞争力则变为其内部搭载的“大脑”（软件系统+芯片）。因此，在快速发展的“智能汽车”行业，软件起到至关重要的作用，软件对智能汽车的影响主要体现在自动驾驶、智能交互以及智能服务方面。1.1.2 中国传统车厂在智能汽车中的实践（1）广汽智能汽车实践：以面向服务的车云一体电子电器架构为基础，通过智能驾驶和数字座舱技术，依托丰富的网联生态服务，实现产品智能化、功能定制化、交互数字化、服务商品化，最终形成具有广汽特色的移动生活空间。图1-3 广汽智能座舱中国汽车基础软件发展白皮书 2.0032019 年 7 月，广汽集团正式发布 ADiGO（智驾互联）生态系统，该生态系统包含了 ADiGO 自动驾驶系统、ADiGO 智能物联系统、ADiGO 云平台、ADiGO 大数据平台等子系统；是一个由广汽主导，腾讯、华为等多个战略合作伙伴支持，自主研发的，集智能工厂生态、自动驾驶系统、物联系统于一身的智驾互联生态系统。战略层面，该系统为广汽集团实现智能化、向移动出行服务提供商战略转型提供了重要支撑，在“汽车+互联网”探索上迈出了坚实的一步。在技术层面，该系统代表了广汽集团对智能网联技术重构汽车产业价值链的前瞻性思考。它将引领广汽集团智驾互联技术的进步；并将有力推动汽车行业智能网联技术的发展。在用户价值创造层面，首先，该系统首次实现软硬全链路打通，相对于传统以硬件集成的研发而言，有着划时代的突破；其次，新系统的设计以用户为中心，以场景为考量，大幅提升产品体验；第三，新系统将让用户与产品的黏性大大增强，把产品价值提升到新高度。用户不仅能够获得持续提升的、更优质的产品使用体验，还能通过系统，搭建与其他车主的社交渠道，真正体验到移动生活价值的乐趣。ADiGO 智能物联系统融合了大数据、人工智能等世界级前沿技术，系统基于用户驾驶行为和使用场景，重新定义了信息框架，让交互更前瞻，让驾驶更安全。ADiGO 智能物联系统将搭载 FACE ID、ADiGO E-plan、ADiGO Pilot 增强现实仪表、ADiGO Space 智能沉浸剧场、智能 AI 伙伴、ADiGO World生态养成游戏等核心功能。ADiGO 智能物联系统将搭载在广汽传祺和广汽埃安的的全系列车型上。ADiGO 自动驾驶系统将智能驾驶分为三条赛道：驾驶辅助赛道、高级智能驾驶辅助赛道、无人驾驶赛道，不同赛道部署了不同的开发策略。驾驶辅助赛道是 L2 及以下的简单驾驶辅助，广汽已率先量产驾驶辅助产品并逐步推广；无人驾驶赛道是 L4 及以上的全自动驾驶，广汽重在前瞻预研和技术攻关，等待市场的到来；高级智能驾驶辅助赛道介于驾驶辅助和无人驾驶之间，广汽根据成本和实施路径部署了高算力平台和中算力平台，逐步实现向无人驾驶过渡。广汽高级智能驾驶辅助的目标是打造支持点到点的全程辅助驾驶，包括高速公路、城区和停车场场景，功能上支持单车道巡航、自动变道、自动上下匝道、路口直行左转右转调头、环岛和收费站通行等，同时不断升级主动安全功能，包括更多场景、更精准的制动辅助、转向辅助、安全提醒等，为用户提供安全保障。总结：广汽新一代电子电器架构将加速软件定义汽车，L4 自动驾驶、5G 互联等新场景、新功能的落地。ADiGO 智能物联系统已实现全球领先的智能座舱四屏联动、应用双开及四音区智能语音交互功能，未来将进一步结合科技与美学，通过 AI、大数据赋能，实现千人千面的内容服务推荐。5G V2X 是广汽自主研发的全球首个车载智能通讯系统，2020 年已搭载于广汽埃安 AION V。G-OS 操作系统是广汽在智能座舱领域核心软件的新布局，由广汽集团与科大讯飞合资成立的星河智联汽车科技有限公司开发，具备全局化基础平台能力和车联网服务能力。自主研发的L4自动驾驶Robotaxi目前已开始常态化运营测试。L2+领航驾驶辅助系统逐步实现完整点对点驾驶任务，致力于实现未来出行的极致智能体验。（2）上汽智能汽车实践：上汽集团响应国家“十四五”规划，在智能方面，则希望在 2025 年覆盖大部分细分市场的车型中做到 L2 Plus 级别，同时还要让上汽自己的第三代电子电气架构适配更多的车型，第四代电子电气架构也要顺利进行。此外还要推进相关智能体系和工厂的建设，因为软件定义汽车，现在一辆车有这么多软件引入，整个设备工厂相关的体系也要进行改造，还有整个智能车的全生命周期经营运作的体系，以时时刻刻触达每个用户，甚至不断 OTA 等，也都需要非常庞大的投入。有国家推动汽车智能化的行业大势，有全情投入的决心，有足够的行业号召力，有集全集团之力的人才队伍，更有细致的落地规划，从整车相关的硬件技术软件技术，上汽，作为从传统汽车时代一步步摸爬滚打走出来的代表品牌，依托上汽联创中国汽车基础软件发展白皮书 2.004电子的创新平台，上汽已经孵化出智能网联的 4i 核心硬件系统平台并实现产品化应用，同时，上汽研发的 5G 车联网产品“IBOX”让 Marvel R 成为全球首款 5G 汽车；而智能驾驶计算平台 iECU 则是国内首款车规级智能驾驶域控制器；另外还有智能线控制动系统 iBS，是国内首个实现量产应用的线控制动产品。（3）长城智能汽车实践：面对智能汽车发展大趋势，长城汽车的实践过程中，搭载咖啡智能的全新车型 WEY 摩卡汽车，是全球首款智能汽车“人”。WEY 摩卡汽车以用户感受为中心，可学习、可成长、可参与，带来千人千乘的驾驶体验。从设计角度：天穹智慧中控设计，由科技主宰，围绕四块智能科技屏幕展开。主仪表屏幕略小，驾驶视野中为充满梦幻感、来自未来太空战舰的黑科技AR-HUD 增强现实抬头显示技术；更符合人机工程学的横向的中控台分为上下两层，线条象征着天际线；车机系统为双屏系统。四屏联动，带来不同的智能体验。图1-4 长城智能座舱从智能化角度：摩卡实现了“一个中心，三智融合”“以用户为中心”，从“智能驾驶”、“智能座舱”和“智能服务”三大核心要素打造三智融合移动智能空间，在用户感知、数据处理、人机交互、服务体验等维度推动智能化产品力提升。图1-5 长城三大核心要素（4）长安智能汽车实践：长安汽车依托于“十四五”规划和愿景，坚定不移向智能低碳出行科技公司转型，将效率和软件能力打造为核心竞争力，打造“新汽车+新生态”产业公司，向世界一流汽车品牌迈进。目标是：到 2030年，销量达到 500 万辆，其中长安系品牌销量达到 350 万辆。中国汽车基础软件发展白皮书 2.005长安汽车以软件定义汽车产品及服务为契机，打造极致客户体验。注重于科技生活和用户体验。组建 3000 人的软件化、智能化人才团队，打造汽车的智能化。目前软件开发人员占比提升至 60%。重点布局智慧出行、人工智能、芯片、高精地图、语音交互、全息技术等领域。到 2022 年，实现 L4 级智能网联汽车上市。同时，为了满足未来智能汽车的算力需求，应对供应链的不确定性，组建了新的半导体产业能力。未来五年，长安将推出 26 款全新智能电动汽车，推动传统制造向绿色智造转变。预计到 2025年，将建成 L4 级自动驾驶的智能开放平台。预计到 2025 年，长安汽车的车载功能将实现 100%语音控制，L4 级智能驾驶产品将上市。（5）一汽智能汽车实践：在智能网联领域，中国一汽基于 Smile 旗偲微笑战略，以用户体验为中心，以数字化生态场景为依托，以软件定义的汽车为载体，以全时迭代升级为手段，倾心打造“知你、懂你、融你”的全场景智能网联平台。我们建立了以数字为驱动的车联网云服务能力和网联运营体系，将红旗品牌专属服务融入到车辆全生命周期中，体现了红旗品牌贴心的人文关怀和极致的创新能力。在自动驾驶领域，我们已完成了以自动泊车、超级巡航、高速代驾、交通拥堵自动驾驶等自动驾驶功能开发，并分别在红旗 HS5、HS7、E-HS9、H9 等车型上实现了量产。在产品研发布局方面，中国一汽将以中国长春总部为智能网联研发核心，与一汽北京旗偲公司、一汽南京人工智能公司共同构建智能网联研发布局，广纳海内外高端人才，集聚全球顶级资源，打造“中国领先、世界一流”的智能网联产品，力争成为智能网联产业的重塑者和智能汽车未来的缔造者。1.1.3 产业环境与政策导向在汽车新四化的浪潮下，汽车逐渐由传统的机械驱动向软件驱动过渡，汽车电子电器架构的变革也使得汽车的硬件体系趋于集中化，软件体系的差异化成为汽车价值差异化的关键。科技公司和软件公司进入汽车行业也推动了供应链生态体系的改变，汽车产业链逐渐从主机厂、一级供应商、二级供应商的线性关系演变成更为复杂的主机厂、供应商以及互联网企业均参与汽车新生态体系，从汽车全生命周期覆盖整个产业的网状关系。商业模式上也从出售汽车硬件转为出售硬件与后续服务的转变；研发流程也从软硬件集成开发变成软硬件解耦的单独开发，新的整车电子架构构建了未来智能网联车的核心，而软件和服务能力成为未来汽车产业中的核心竞争力。从 2020 年以来，国家颁布了一系列的措施来支持智能汽车的发展。最具代表性的政策是由国家发改委、工信部、科技部等 11 个部委联合发布了智能汽车创新发展战略，该战略提出了下个五年智能汽车的发展目标，明确指出到 2025 年，中国标准智能汽车的技术创新、产业动态、基础设施、法规标准、产品监管和网络安全体系基本形成，智能交通系统和智慧城市相关基础设施取得积极进展。2020 年 4 月，工信部发布2020 年智能网联汽车标准化工作要点，指出要形成能够支撑辅助驾驶以及低级别自动驾驶的智能网联汽车标准体系，并建立智能网联汽车标准制定以及实施评估机制。下表为 2015 年以来中国发布的智能汽车相关政策。智能网联汽车技术路线图 2.0指出到 2025 年 PA、CA 级智能网联汽车渗透率持续增加，到 2025 年达 50%；C-V2X 终端的新车装配率达 50%。工信部表示下一步将加快构建形成综合统一、科学合理、协调配套的国家车联网产业标准体系。中国汽车基础软件发展白皮书 2.006表1-1 我国智能汽车重要政策年份政策内容2015 年 5 月中国制造 2025首次涉及智能网联汽车，并制定明确发展路线2016 年 4 月装备制造业标准化和质量提升规划明确提出开展智能网联汽车标准化工作2017 年 4 月汽车产业中长期发展规划加大技术研发，协调制定相关标准法规，推动宽带网络基础设施建设和多产业共建智能网联汽车。2018 年 1 月智能汽车创新发展战略征求意见稿到 2020 年，中国标准智能汽车的技术创新生态路网设施法规标准产品监管和信息安全体系框架基本形成。2018 年 12 月车联网（智能网联汽车）产业发展行动到 2020 年，车联网用户渗透率达到 30%以上，新车驾驶辅助系统（L2)搭载率达到30%以上。2019 年 5 月智能网联汽车标准化要点强调落实标准体系建设指南，系统布局技术领域，加快中国标准制定。2020 年 2 月智 能 汽 车 创 新 发 展战略2025 年，有条件的自动驾驶（L3)汽车规模化生产，高度自动驾驶(L4)在特定场景下市场化应用，LTE-V2X 实现区域覆盖，5G-V2X在部分城市、高速公路逐步展开应用，高精度时空基准网络服务实现全覆盖。2020 年 3 月汽车驾驶自动化分级推荐性国家标准明确自动驾驶分级的国家标准，为后续自动驾驶相关法律法规提供了可参考目标和理论支撑。2020 年 4 月2020 年智能网联汽车标准化工作要点针对驾驶辅助系统、自动驾驶、信息安全、功能安全、汽车网联功能与应用领域等特点，有计划有重点部署标准研究与制定工作2020 年 11 月智能网联汽车技术路线图 2.0到 2025 年，我国 PA(部分自动驾驶）、CA(有条件自动驾驶）级智能网联汽车销量占当年汽车总销量比例超过 50%，C-V2X 终端新车装配率达 50%，高度自动驾驶汽车首先在特定场景和限定区域实现商业化应用，2035 年，各类网联式高度自动驾驶车辆将广泛应用我国广大地区。中国汽车基础软件发展白皮书 2.007 1.1.4 中国智能汽车的产业现状根据行业预测，到 2040 年，智能汽车将颠覆传统的交通运输模式，智能驾驶将占据行驶车辆数目的四分之三，智能汽车在我国将拥有广大的市场。目前我国自动驾驶当前所处阶段为 L2 或 L2+级，L3 或L3-在开发或商业落地，L4-L5 级别的自动驾驶在局部或小场景下进行测试、示范。图1-6 自动驾驶发展阶段目前，众多中国企业开始抓紧市场红利期，大量 IT、互联网企业利用软件优势开始入局汽车行业，纷纷和传统车企合作入局车联网、智能驾驶等领域。软件定义汽车大势所趋，形成中国汽车企业的百花齐放，百家争鸣的发展局势。在传统大厂、IT、互联网企业、以及造车新势力的推动下，未来汽车产业将不再是传统的制造业，而是新兴高科技产业；未来汽车产品也不再是传统意义的交通工具，而是大型移动智能空间、数据采集载体、储能单元和高算力中心。1.2 软件对智能汽车的影响基础软件的定义是用于汽车系统中实现软硬件解耦，与用户功能无关并提供汽车系统服务的一系列软件结合。在基础软件诞生之前，汽车功能开发都是通过软件+硬件来实现的，软件和硬件之间缺少统一接口，同一个功能在匹配不同车型时，硬件会产生差异，软件无法复用，同样的功能应用不同车型时都必须重新进行软件的编译，因此基础软件这一概念应运而生。1.2.1 软件对自动驾驶的影响自动驾驶是指搭载先进车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能，实现车与人、车、路、云端等智能信息交换、共享，并最终可实现替代人来操作的新一代驾驶技术。自动驾驶技术主要分为环境感知、决策和执行三个部分。其中感知层主要通过结合使用多种传感器，以感知探测汽车周围的车、人、交通状况、所处的位置等信息。决策层是在基于感知层搜集信息的基础上，通过软件系统及算法对于信息进行综合处理，这里相当于自动驾驶的“大脑”。执行层通过对车辆进行转向控制、驱动控制、制动控制和安全控制，实现车辆自主驾驶的能力。中国汽车基础软件发展白皮书 2.008图1-7 智能驾驶行为示意图随着汽车软件系统的不断升级，汽车的“自动驾驶”能力从开始的主动刹车安全功能到 ACC 自主巡航功能，再到现在 L2-L3 级别的自动驾驶功能。在对自动驾驶软件不断的研发过程中，各车企产出了代表性的自动驾驶系统软件，如特斯拉的 NOA,小鹏汽车的 NGP 以及蔚来汽车的 NOP 等都逐步实现在部分路段下自动驾驶软件代替驾驶员控制车辆自动行驶，解放了驾驶员的双手。图1-8 自动驾驶行驶目前智能汽车的自动驾驶功能，会通过传感器感知周围环境，并根据软件算法规划出汽车的行驶路径，最终到达指定位置，如智能汽车的自动泊车功能和自动变道功能。中国汽车基础软件发展白皮书 2.009图1-9 智能汽车自动泊车示意图图1-10 智能汽车自动变道示意图智能汽车的自动驾驶软件系统，充当自动驾驶“大脑”的作用，使智能汽车有着自主判断能力，是决定智能汽车自动驾驶级别的关键一环。随着软件系统的不断升级，智能汽车自动驾驶等级也随之提升，在不久的将来有望实现 L4 或更高级别的自动驾驶功能。1.2.2 软件对智能交互的影响智能交互是构建智能座舱的必要条件，而智能座舱是车企智能化、高端化的刚需，也是未来智能网联汽车的主要组成部分之一。它以座舱域控制器（DCU）为核心，推动包含液晶仪表盘、中控屏、实现语音控制、手势操作等更智能化的交互方式。图1-11 智能座舱中国汽车基础软件发展白皮书 2.010汽车座舱随着车载软件系统的不断升级，也发生着质的变化。最初，汽车座舱都是以机械按钮为主，整体信息显示简单、功能比较分散，随着电子设备的快速发展，车内座舱步入了信息化、集成化和大屏化，在人工智能的推动下车内座舱开始迎来新的发展时期智能化座舱。图1-12 汽车座舱发展智能座舱将中控台、仪表盘、流媒体后视镜及车联网模块集成为一套完整的解决方案，使得智能汽车从代步工具逐渐成为一个可移动的生活空间。汽车智能网联化的背景下，数字化、集成化的座舱电子技术成为发展趋势。受益于汽车智能化、网联化、电动化的发展，智能座舱将成为未来汽车的标配。随着智能汽车车载应用软件的升级，汽车座舱的智能交互也迎来了新的变革，如目前较为流行的智能语言交互，实现了“人-车”间的无障碍“交互”。图1-13 智能座舱语言交互 1.2.3 软件对智能服务的影响软件定义汽车说明软件在汽车产品中承担或扮演的角色越来越重要，从最开始的“机械定义汽车”到“电器定义汽车”再到“电子定义汽车”最后再到“软件定义汽车”，汽车正在从“功能型”向“服务型”转变。因此，基于车载软件的智能服务也悄然兴起，如娱乐服务，生活服务以及出行服务等。娱乐服务：如用户可以通过智能汽车的中控大屏，进行听歌、娱乐游戏和抖音视频等娱乐活动。并且中国汽车基础软件发展白皮书 2.011部分智能汽车已实现 23 小时智能空间，可提供影院厅般的娱乐休闲场所，从而极大的丰富了用户的生活娱乐。图1-14 智能汽车影院娱乐空间出行服务：如智能汽车软件系统集合 GPS 定位与道路状况信息，实时的反应出预定路线的交通状况并实时的推荐最佳路线，从而极大的方便了用户的出行。图1-15 智能汽车智能导航 1.2.4 SOA软件平台框架的实践国际企业中，德国大众和特斯拉在 SOA 上做了很多的尝试，但由于其系统封闭性，无法推广到整个行业，且没有提供服务接口和开发者平台，平台没办法扩大影响范围。目前，我国汽车产业的软件赋能实践过程中需要开发者可以快速的、自由的聚焦在上层的业务逻辑，降低开发门槛，缩短了整个软件的迭代周期。具有这样的特性的开发者平台才能够为开发者提供专业技术支持、开发者学院课程，并组建开发者社区提供交流平台。SOA 开发者平台作为智能车生态的接入侧，承担了智能汽车生态搭建的重要作用，成为 OEM、应用开发者与终端用户的桥梁。为生态的繁荣提供了强有力的保证，繁荣整个汽车生态。我国具有代表性的汽车企业通过对 SOA 开发者平台的自主自研，进一步丰富智能车车云能力，孵化中国汽车基础软件发展白皮书 2.012新形态、新体验的跨端应用。平台将为开发者提供智能应用的验证、商城上架及持续运营的完整方案，赋能终端用户实现车辆软件功能的自由订阅、千人千面用车体验和价值共创。目前 SOA 开发者平台提供丰富的软件组件和基础设施，上汽零束 SOA 生态合作伙伴能力也能够通过开发者平台接入。SOA 软件平台框架为行业首创的车载软件框架，可实现整车硬件的全数字化、软件的全服务化、接口的全标准化，可实现域控制器间、车端与云端能力及扩展 IOT 的全面打通融合和全域智能化。图1-16 SOA软件平台架构设计上汽零束的开发者平台基于标准 AP（Adaptive AUTOSAR）规范进行了自主研发，免除了 AP 商业模块 license 费用，扩展了部分车辆基础能力、整车管理、权限管理等软件模块，并命名为 SOVP，为 AP软件国产化提供了强有力的推动与促进。图1-17 SOVP框架设计及服务划分方法通过云管端一体化车辆抽象层，打通了车和云之间的服务链路，将云端作为车端的延伸，强化车辆的计算能力、功能范围、服务体验等，用云端低廉的资源换取车端高昂的资源，为整车厂节约了硬件成本，并提供了后续持续运行的可能性。中国汽车基础软件发展白皮书 2.013图1-18 云管端一体化车辆抽象层工具链支撑平台通过丰富的开发、仿真及测试组件为不同技术背景开发者提供定制化解决方案，大大降低汽车应用开发门槛，助力智能汽车生态繁荣。工具链支持平台纵向支撑 SOA 全栈平台的开发、仿真及测试工作，为不同技术背景、开发目标的开发者提供差异化解决方案。开发工具包括针对专业开发者的 IDE、针对第三方的轻应用、针对终端用户的图形化开发者；测试工具包括软件在环测试、硬件在环测试和实车测试，让开发者仅需具备开发能力+PC工具，就可以完成功能整体开发，并快速验证软件功能。图1-19 图形化开发工具 图1-20轻应用开发工具图1-21 针对资深技术用户的集成IDE工具 图1-22 云端远程软件在环仿真工具中国汽车基础软件发展白皮书 2.014图1-23 远程硬件在环仿真工具 图1-24 物理参考汽车（实车测试）基于以上五大组件，能够使智能汽车软件产品的快速迭代与持续运营，赋能开发者完成 T+0+1+7，即自定义场景实现 T+0 上架，轻应用实现 T+1 上架，专有 APP 实现 T+7 上架。通过降低软件迭代成本，缩短软件更新时间，为整车厂及汽车功能开发者节省经济资源，为终端车主用户提供了丰富的软件功能和应用场景。“云管端一体化 SOA 全栈软件平台”将打造汽车界安卓，并对全行业、全社会开放，推动智能汽车行业的数字化发展。1.2.5 小结软件定义汽车即软件深度参与汽车的定义、开发、验证、销售、服务等过程，并不断的改变和优化各过程。随着“新四化”趋势带来汽车电子架构革新，汽车硬件体系将逐渐趋于一致，此时软件和算法将成为车企竞争的核心要素。因此，汽车的核心竞争要素将要从传统的“造型与工程设计+动力总成+底盘+电子电器”转变成智能化的“硬件+软件+服务”。基于此，软件在智能汽车发展的过程中起到至关重要的作用，并且影响着智能汽车发展的步伐。1.3 未来 E/E 架构的发展情况在“软件定义汽车”的时代，电子电气架构作为汽车智能化的基底，目前已经成为智能网联车企的研发重点。受益于硬件架构、软件架构、通讯架构的发展与升级，传统汽车所采用的分布式架构将逐渐地被域集中电子电气架构、车辆集中电子电气架构等取代，未来更会以服务为导向，将更多的功能集成到更高性能的计算单元，催生真正的车载计算平台。1.3.1 软硬件及通讯发展影响E/E架构走向汽车 E/E 架构通过整合汽车内各类传感器、处理器、线束连接、电子电气分配系统和软硬件生成的总布置方案，实现整车的功能、计算、运功及能量的分配。其架构的发展的关键变化主要体现于硬件架构升级、软件架构升级、通讯架构升级三个方面。（1）硬件架构升级1）硬件架构可以通过有针对性的增加队列，平衡模块与模块之间的执行速度差异和延时，高效地处理请求。2）实现高级自动驾驶，不仅需要多传感器共同感知外部环境，还需要实时监测车内各部运行数据，统一判断并协同执行。半导体作为汽车电气系统中关键器件，近些年大量极为高效的功率半导体推出，为车辆的传感器系统、数据处理系统、车辆执行器系统等领域实现功能提供有效的支持。中国汽车基础软件发展白皮书 2.015（2）软件架构升级AUTOSAR 软件架构的出现摆脱了软硬件高度耦合，提高了系统的整合能力。其分层式架构设计给电子电器架构设计者提供了启发。基于 AUTOSAR 理念，将整车 E/E 架构开发划分为需求定义、功能逻辑架构设计、硬件架构设计、架构评估等四个部分。（3）通讯架构升级随着智能汽车功能与应用日益复杂化，将出现海量的数据需要实时采集并处理。XML、图像、音频/视频等大量的非结构化数据不再罕见。未来对数据传输要求极高，传统的汽车电子电器架构的 LIN/CAN 总线将较难满足高速传输的需求。大带宽、高通量、低延迟、易于连接 Internet 的车载以太网将成为应用于未来智能汽车主干网络。1.3.2 E/E架构现在及未来趋势图1-25 传统分布式E/E架构在传统汽车采用的分布式电子电气架构阶段，车辆各功能受不同且单一的电子控制单元控制。随着配置需求与功能实现方式的增加，导致整车中 ECU 数量激增。面对这种无限制的扩张，分布式 E/E 架构很难高效地分配和承载数据网络、电能、控制器等过多的复杂功能，所以其不再是满足现阶段甚至未来智能化汽车所需要的更高算力与更强通讯能力的可拓展性的架构设计。同时，采用的传统 E/E 架构不能实现整车 OTA，在智能化网联化功能软件出现 BUG 时，通过召回的方式才能最终解决难题，极大地影响了客户体验。随着智能汽车的发展，对 E/E 架构也提出了更高的要求。智能汽车要求 E/E 架构能够满足高计算性能、高通讯带宽、高功能安全性、高网络安全性、软件持续升级能力等多方面的需求。E/E 架构的升级主