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  隨著智能汽車的發(fā)展和汽車電子電氣結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展，智能駕駛對軟件能力的需求大大提高，開發(fā)難度也相應(yīng)增加。在“軟件定義汽車”模式下，中間件的必要性越來越突出，不僅有專門開發(fā)中間件產(chǎn)品的供應(yīng)商，還有一些自動駕駛公司和原始設(shè)備制造商表示，他們將開發(fā)自己的研究。

  這就有了三個問題：

  -中間件，特別是智能駕駛通信中間件到底是什么?-通信中間件能夠解決什么問題，又能帶來哪些價值?-第三方供應(yīng)商切入「通信中間件」這個細(xì)分賽道的市場前景如何?

  帶著問題我們采訪到了華玉通軟聯(lián)合創(chuàng)始人兼 CEO 鐘紹宸、華玉通軟聯(lián)合創(chuàng)始人兼研發(fā)副總裁畢曉鵬，來解答智能駕駛通信中間件的國產(chǎn)自研之路。

  從智能駕駛談起：“軟件定義汽車”需要中間件的支撐

  「中間件」一詞對于大多數(shù)人聽起來會比較陌生，而近兩年隨著中國智能駕駛的發(fā)展，特別是ADAS方案的陸續(xù)落地，操作系統(tǒng)、中間件等基礎(chǔ)軟件也隨之受到更多的重視，并衍生出了各個細(xì)分賽道的創(chuàng)業(yè)公司。

  華玉通軟(下文簡稱“華玉”)就是其中之一，他們瞄準(zhǔn)的是以DDS為代表的智能駕駛「中間件」。

  此前有觀點認(rèn)為，目前智能駕駛的發(fā)展不及預(yù)期，從特斯拉在國內(nèi)推送 NOA 之后，在兩年多的時間里其實功能層面并沒有更大的進(jìn)步。

  對此鐘紹宸認(rèn)為，不像電腦或手機(jī)，汽車產(chǎn)業(yè)涉及更深的技術(shù)難度和更復(fù)雜的供應(yīng)鏈體系及產(chǎn)業(yè)分工，因此發(fā)展不可能一蹴而就。目前智能駕駛技術(shù)始終是在不斷發(fā)展的，但智能駕駛的發(fā)展要從技術(shù)和社會兩個維度進(jìn)行考量，其中核心的一點就是確保智能駕駛的安全性。在中國汽車產(chǎn)業(yè)“新四化”浪潮下，“軟件定義汽車”正在變?yōu)楝F(xiàn)實。特別是隨著整車E/E架構(gòu)的由過去的分布式向集中式演進(jìn)，智能駕駛等級向高階推進(jìn)，更是對軟件的開發(fā)提出了新的要求。

  圖 |華玉通軟聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO 鐘紹宸

  鐘紹宸解釋說，在傳統(tǒng)E/E架構(gòu)中，軟件開發(fā)是面向信號的模式，軟件和ECU是緊密綁定在一起的，每個ECU實現(xiàn)獨(dú)立的功能。隨著智能駕駛的發(fā)展，功能的復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)汽車分布式架構(gòu)所能承載。如果每一個功能仍然通過增加ECU去實現(xiàn)，從復(fù)雜度、成本、架構(gòu)、效率等角度考慮，都是得不償失的。

  所以，汽車E/E架構(gòu)需要從分布式向集中式演進(jìn)，底層ECU只作為執(zhí)行單元或傳感單元，域控制器或中心大腦進(jìn)行信息的處理計算，ECU功能實現(xiàn)中心化。在這個過程中，軟件將成為決定未來智能汽車差異化的主要因素，智能汽車的應(yīng)用也將以面向服務(wù)(SOA)的模式進(jìn)行開發(fā)，應(yīng)用軟件與硬件實現(xiàn)解耦，同時可通過OTA進(jìn)行升級和迭代。

  在智能駕駛時代，軟件代碼量和復(fù)雜程度都呈指數(shù)級提升，上層應(yīng)用通常采用模塊化方式進(jìn)行開發(fā)，每個工程師負(fù)責(zé)不同的應(yīng)用，最后形成一個完整的解決方案。這個過程中，需要將各個模塊進(jìn)行集成，這里面包括信息的交互、模塊的調(diào)度、進(jìn)程的隔離以及安全性、擴(kuò)展性和效率的考量。

  中間件的價值正在于此，它位于上層應(yīng)用和下層操作系統(tǒng)的中間，是實現(xiàn)“軟件與硬件解耦”、“軟件與軟件解耦”、“軟件與OS解耦”的關(guān)鍵，更是“軟件定義汽車”的關(guān)鍵支撐。上層應(yīng)用軟件的開發(fā)者可直接調(diào)用中間件的標(biāo)準(zhǔn)接口，去調(diào)用中間件提供的服務(wù)，從而最大限度地提高軟件開發(fā)流程效率。

  面對變革，主機(jī)廠和Tier 1對DDS需求強(qiáng)烈

  畢曉鵬認(rèn)為，作為上層應(yīng)用和操作系統(tǒng)之間架起的一座橋梁，中間件的概念很大，而整個中間件中最重要的是通信中間件。

  為什么DDS受到青睞?

  據(jù)畢曉鵬介紹，DDS(Data Distribution Service 數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù))是當(dāng)前智能駕駛通信中間件主流方案之一，由對象管理組織(OMG)進(jìn)行定義，強(qiáng)調(diào)以數(shù)據(jù)為中心。

  簡而言之，和其他非DDS通信中間件相比，DDS能夠更加簡化工程師在應(yīng)用層邏輯的開發(fā)與集成，實現(xiàn)即插-即用。同時在工程化部署和未來架構(gòu)擴(kuò)展時，使用DDS可以大幅降低整體工作量和系統(tǒng)復(fù)雜度，提供更好的便捷性。在通信安全方面，工程師也可通過配置的方式靈活地加入身份認(rèn)證、讀寫權(quán)限、信息加密等模塊屬性。相比于傳統(tǒng)的開發(fā)模式，DDS可以幫助主機(jī)廠節(jié)省超過70%的軟件開發(fā)費(fèi)用。

  2021年，華玉發(fā)布了國內(nèi)首個基于OMG DDS標(biāo)準(zhǔn)完全自主研發(fā)的高性能通信中間件——“雨燕”通信中間件(SWIFT DDS)。此外，針對資源有限的計算單元，華玉還提供包含了完整功能的“雨燕”實時版本(SWIFT DDS-RT)。

  那么，SWIFT DDS的目標(biāo)客戶是Tier 1還是主機(jī)廠呢?

  針對這一點，鐘紹宸回答說：「主機(jī)廠也好，Tier1也好，都對DDS有著強(qiáng)烈的需求，他們都是我們的客戶」

  大家一定沒有想到，5到10年的時間，智能駕駛的發(fā)展如此之快。單車ECU數(shù)量增加到上百個甚至幾百個的規(guī)模，傳感器數(shù)量越來越多，代碼量也從之前的2000萬行增加到數(shù)億行。汽車高度智能化發(fā)展越來越快，主機(jī)廠和Tier 1遇到的挑戰(zhàn)也就越來越多，例如復(fù)雜嚴(yán)苛場景下多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的通信、軟硬件緊耦合、通信安全等等。

  理論而言，主機(jī)廠和Tier 1對華玉所做的事情都有需求。Tier 1可以將華玉的DDS集成到一個更廣泛的解決方案中，主機(jī)廠也可以根據(jù)自己具體的場景需求直接在開發(fā)中使用DDS。鐘紹宸認(rèn)為，華玉做的事情對產(chǎn)業(yè)和市場都有意義，也能夠靈活的匹配客戶熟悉的開發(fā)模式。

  「曾經(jīng)很多人質(zhì)疑華玉做的東西不一定能量產(chǎn)，不一定有人用。但今年以來，我們已經(jīng)拿到了國內(nèi)外多個頭部主機(jī)廠和Tier 1的定點項目，很多疑問在事實面前不攻自破。」鐘紹宸說。

  如何衡量DDS的“好”與“不好”?

  怎樣定義一款DDS好與不好，從技術(shù)角度如何去評判?

  鐘紹宸圍繞華玉目前與主機(jī)廠和Tier 1的合作實踐，總結(jié)出有4個方面：

  一、性能優(yōu)秀。簡言之就是比較通信中間件定量性能，例如在相同環(huán)境和相同數(shù)據(jù)分發(fā)模式、頻率、CPU占用率下，延遲更低、數(shù)據(jù)吞吐量更大，多節(jié)點運(yùn)行時CPU等資源占有率更加穩(wěn)定。

  二、安全性。在通信過程中是否能夠保證數(shù)據(jù)不被篡改，實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全送達(dá)。SWIFT DDS安全模塊可以幫助客戶實現(xiàn)身份認(rèn)證、信息加密、讀寫權(quán)限控制等多重安全機(jī)制，并允許進(jìn)行細(xì)顆粒度的配置。

  三、適配性。是否支持不同操作系統(tǒng)、芯片和底層通信方式。華玉的優(yōu)勢在于SWIFT DDS對多種底層通信方式提供支持，包括UDP/IP, TCP/IP, 共享內(nèi)存，零拷貝以及核間通信，同時實現(xiàn)SWIFT DDS和TSN的結(jié)合,并分別在AUTOSAR CP，AUTOSAR AP等車載OS和主流常用大算力芯片上進(jìn)行適配，供客戶更靈活地進(jìn)行選擇。

  四、落地應(yīng)用經(jīng)驗。鐘紹宸強(qiáng)調(diào)，工程化落地的能力非常重要?；A(chǔ)軟件，尤其是中國的基礎(chǔ)軟件發(fā)展面臨的一大挑戰(zhàn)就是在長期高難度研發(fā)和落地過程中會遇到不同的問題，需要不斷進(jìn)行驗證、迭代、完善。特別是DDS是近幾年才從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、航天航空、軍工等領(lǐng)域引入到智能駕駛領(lǐng)域，這樣一個新技術(shù)需要的不是概念炒作，而是腳踏實地在不同的車型和不同的場景中進(jìn)行大量的落地應(yīng)用，最終才能真正上車量產(chǎn)。

  未來，國產(chǎn)自研DDS大有可為

  隨著近期多地L3相關(guān)法規(guī)預(yù)期落地，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的占有率將進(jìn)一步提升?！败浖x汽車”的趨勢下，軟件成為汽車產(chǎn)業(yè)最受關(guān)注的賽道之一，軟件價值也越發(fā)受到重視。

  鐘紹宸認(rèn)為：「早期產(chǎn)業(yè)鏈還沒有成熟時，軟件不像硬件那么容易定價。隨著汽車智能化的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)鏈的成熟，軟件的價值慢慢回歸到常態(tài)，大家更尊重知識產(chǎn)權(quán)了?！?/span>

  高盛的報告預(yù)計到2030年，包含中間件在內(nèi)的中國汽車軟件市場將達(dá)到280億美元。同時單車軟件占整車價值的比重也在不斷提升。

  鐘紹宸表示：「這是一個潛力巨大的市場。中國在新能源汽車的賽道上已經(jīng)逐步建立起優(yōu)勢，也在不斷摸索新的競爭力，所以一些價值更高的汽車軟件技術(shù)公司一定會應(yīng)運(yùn)而生，當(dāng)然它必須要建立在擁有核心技術(shù)以及強(qiáng)大的研發(fā)能力基礎(chǔ)之上?！?/span>

  合作共贏是主機(jī)廠和Tier 1更合理的選擇

  那么對于DDS，主機(jī)廠和頭部Tier 1是尋求自研，還是尋求外供?

  鐘紹宸認(rèn)為：「對于主機(jī)廠和Tier 1而言，第三方自主可控的DDS或許是更合理的選擇?！?/span>

  「中間件是一個大概念，包含很多子模塊;主機(jī)廠會做一些中間件，但主機(jī)廠不會涉獵華玉所做的系統(tǒng)級中間件，因為我們做的是解決操作系統(tǒng)功能不全面的問題?！?/span>

  首先他提到，和汽車操作系統(tǒng)一樣，包括DDS在內(nèi)的基礎(chǔ)軟件研發(fā)難度大、周期長，主機(jī)廠如果輕易涉足的話，在技術(shù)研發(fā)、人員投入、組織架構(gòu)轉(zhuǎn)變都將投入大量的金錢和時間。而DDS這些偏底層的技術(shù)，消費(fèi)者無法直接感知。主機(jī)廠應(yīng)該把更多的精力聚焦在那些可以向消費(fèi)者展示他們的競爭力的事項上——如應(yīng)用軟件的差異化，因為這些事消費(fèi)者實打?qū)嵖梢钥吹?、摸到、感受到的?/span>

  第二，DDS需要大量不同場景的應(yīng)用落地，單一主機(jī)廠、單一Tier 1的規(guī)模都不足以覆蓋所有的場景、解決不同的問題，而華玉作為國產(chǎn)基礎(chǔ)軟件供應(yīng)商的優(yōu)勢在于可以與主機(jī)廠、Tier 1，甚至其他的汽車電子、軟件供應(yīng)商一起合作?！竿ㄟ^我們積攢的不同場景的案例和來自不同客戶的反饋，我們解決落地應(yīng)用時所遇到的問題更加高效。」鐘紹宸表示。

  第三，鐘紹宸提到，智能駕駛是一個龐大的行業(yè)，最高效的一個途徑就是“專業(yè)的人做專業(yè)的事”。主機(jī)廠的優(yōu)勢在于面向終端消費(fèi)者去定義產(chǎn)品和場景，繼而對產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行高度整合，華玉則可以基于這樣的需求，來給主機(jī)廠提供定制化的服務(wù)，最終大家一起向消費(fèi)者提供從底層到上層的高質(zhì)量的產(chǎn)品和服務(wù)。

  獨(dú)立自主的核心技術(shù)是關(guān)鍵

  在智能網(wǎng)聯(lián)時代，汽車將從一個單獨(dú)個體成為數(shù)字網(wǎng)絡(luò)生態(tài)的一部分，車路協(xié)同、車車通信等不同的場景都涉及到通信安全層面的問題，使用開源產(chǎn)品或者海外產(chǎn)品都會存在一定安全隱患。特別是在當(dāng)前國際形勢之下，我國汽車行業(yè)等核心產(chǎn)業(yè)急切需要擺脫“卡脖子”的困境時，DDS實現(xiàn)自主研發(fā)顯得尤為重要。

  畢曉鵬表示：「SWIFT DDS從架構(gòu)到源代碼都是我們完全自主研發(fā)。這樣的能力保證華玉能夠在多種硬件平臺和復(fù)雜的應(yīng)用場景下進(jìn)行SWIFT DDS和工具鏈的實踐驗證，并根據(jù)需求為客戶提供定制化的解決方案?！?/span>

  鐘紹宸認(rèn)為，以DDS為代表的基礎(chǔ)軟件作為智能汽車發(fā)展的關(guān)鍵底層技術(shù)，研發(fā)門檻極高，既需要經(jīng)歷長期多學(xué)科交叉融合的研發(fā)創(chuàng)新，以及技術(shù)層面的長期沉淀和積累，同時還需要大量實際應(yīng)用案例輔助迭代。「這是一個非常高的技術(shù)壁壘。事實證明，擁有獨(dú)立自主可控核心技術(shù)的第三方DDS產(chǎn)品更受到主機(jī)廠和Tier 1的青睞。2022年以來，華玉已經(jīng)與多個國內(nèi)外頭部主機(jī)廠和Tier 1達(dá)成定點合作。」

  「基礎(chǔ)軟件需要實現(xiàn)自主可控，華玉希望成為智能駕駛基礎(chǔ)軟件研發(fā)與創(chuàng)新的引領(lǐng)者。這是我們創(chuàng)業(yè)的初衷和最大的愿景。我們堅信，國產(chǎn)自研DDS將大有可為，為中國智能駕駛的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。」