随着汽车继续从硬件驱动变为软件控制设备，汽车行业的竞争规则正在发生变化。
发动机是20世纪汽车的技术和工程核心。 如今，软件，大型计算能力和现代传感器越来越扮演着这个角色。 大多数创新都与此相关。 一切都取决于这些事情，从汽车的效率，互联网的访问以及自动驾驶的可能性到最终以电动汽车和新的移动解决方案为最终条件。
但是，随着电子和软件的重要性，它们的复杂程度也在不断提高。 以现代汽车中包含的越来越多的代码行（SLOC）为例。 2010年，有些汽车的SLOC数量约为一千万。 到2016年，这一数字增长了15倍，达到约1.5亿行代码。 像雪崩般的复杂性给软件的质量带来了严重的问题，许多新车评论都证明了这一点。
汽车具有更高的自主性。 因此，汽车行业的工作人员认为软件和电子产品的质量和安全性是确保人员安全的关键要求。 汽车行业需要重新考虑软件，电气和电子体系结构的现代方法。
解决严重的行业问题
随着汽车行业从硬件驱动设备转变为软件控制设备，车辆上的平均软件和电子设备数量正在迅速增长。 如今，对于较大的细分市场D或较大的车辆（约合1,220美元），软件占车辆总容量的10％。 预计软件的平均份额将增长11％。 预计到2030年，软件将占汽车总容量的30％（约合5200美元）。 毫不奇怪，参与汽车制造的一个阶段或另一个阶段的人们正在尝试利用软件和电子产品实施的创新。
软件公司和其他数字播放器不再希望成为后台。 他们正试图吸引汽车制造商作为一线供应商。 公司正在通过从功能和应用程序转移到操作系统来扩大对汽车技术“堆栈”的参与。 同时，习惯于使用电子系统的公司大胆地进入了技术应用领域以及技术巨头的应用领域。 高档汽车制造商并没有停滞不前，而是在开发自己的操作系统，硬件抽象和信号处理方法，以使他们的产品具有独特的性质。
上述策略会产生后果。 将来，我们正在等待基于通用计算平台的车辆的面向服务的体系结构（SOA）。 开发人员将添加许多新事物：提供访问Internet的解决方案，应用程序，
人工智能元素 ，高级分析和操作系统。 区别不会在传统的汽车硬件上，而在用户界面以及与软件和高级电子产品的工作上。
未来的汽车将转移到具有新品牌竞争优势的平台上。
最有可能的是，它们将包括信息娱乐创新，基于“容错”行为的
自动驾驶功能和智能安全功能（例如，即使部分故障也可以执行其关键功能的系统）。 该软件将继续以智能传感器的名义向下移动数字堆栈，成为硬件的一部分。 堆栈将成为水平集成，并且将获得将架构转换为SOA的新级别。
时尚趋势正在改变游戏规则。 它们影响软件和电子体系结构。 这些趋势决定了技术的复杂性和相互依赖性。 例如，新的智能传感器和应用将
在车辆中造成
“数据热潮” 。 如果汽车公司想保持竞争力，则需要有效地处理和分析数据。 模块化SOA更新和无线更新（OTA）将成为支持复杂的舰队软件的关键要求。 对于实现按需显示功能的新业务模型，它们也非常重要。 信息娱乐系统，以及程度较小的高级
驾驶员辅助系统（ADAS），将越来越多地被使用。 原因是越来越多的第三方应用程序开发人员为车辆提供产品。
由于数字安全性的要求，常规的访问控制策略不再令人感兴趣。 现在是时候继续采用旨在预测，预防，检测和防御网络攻击的
集成安全概念了 。 当高度自动驾驶功能（HAD）可用时，我们需要功能融合，卓越的计算能力和高度集成。
研究关于未来电气或电子架构的十种假设
技术和业务模型的开发路径尚未明确定义。 但是基于广泛的研究和专家的意见，我们对汽车的未来电气或电子结构及其对行业的影响提出了十种假设。
电子控制单元（ECU / ECU）的整合将越来越多。
代替许多用于特定功能的特定ECU（如当前模型中“添加功能，添加窗口”的样式），行业将转向汽车ECU的统一体系结构。
在第一阶段，大多数功能将集中在集成域控制器上。 对于主要车辆领域，它们将部分替代分布式ECU中现在可用的功能。 开发已经在进行中。 我们正在等待两到三年的市场上的成品。 在与ADAS和HAD功能关联的堆栈上可能会发生合并，而更多的基本车辆功能可能会保留更高的分散性。
我们正在走向自动驾驶。 因此，软件功能的虚拟化和从硬件中提取将变得非常简单。 可以以不同的方式实施这种新方法。 您可以将硬件组合到满足延迟和可靠性方面不同要求的堆栈中。 例如，您可以采用一个支持HAD和ADAS功能的高性能堆栈，并采用一个具有低延迟的单独的时间控制堆栈，以实现基本的安全功能。 或者，您可以用一台备用“超级计算机”替换计算机。 另一种可能的情况是，当我们完全放弃控制单元的概念而转而使用智能计算机网络时。
这些变化主要由三个因素引起：成本，新的市场参与者和对HAD的需求。 降低开发功能部件和必要的计算设备（包括通信设备）的成本将加快整合过程。 进入汽车市场的新进入者也可以这样说，它们可能会采用面向程序的汽车架构方法来破坏汽车行业。 对HAD功能和冗余的需求不断增长，也将需要更高程度的ECU整合。
一些高档汽车制造商及其供应商已经在积极参与ECU整合。 他们目前正在迈出第一步，以更新其电子架构，尽管目前还没有原型。
行业将限制用于特定设备的堆栈数量
合并跟踪可规范堆栈约束。 它使您可以将车辆的功能与计算机的硬件分开，包括主动使用虚拟化。 硬件和固件（包括操作系统）将取决于基本功能要求，而不取决于车辆功能范围的一部分。 为了提供分离和面向服务的体系结构，您需要限制堆栈的数量。 以下是可以在5到10年内成为下一代汽车基础的烟囱：
- 时间驱动的堆栈。 在这个领域，控制器直接连接到传感器或执行器，而系统必须实时支持严格的要求，同时具有低延迟。 资源计划是基于时间的。 该堆栈包括达到最高车辆安全性的系统。 一个例子是汽车开源架构（AUTOSAR）的经典领域。
- 时间和事件驱动的堆栈。 该混合堆栈通过例如ADAS和HAD支持结合了高性能安全应用程序。 应用程序和外围设备由操作系统分隔，而应用程序则按计划进行调度。 在应用程序内，资源计划可以基于时间或优先级。 该操作环境可以在绝缘容器中执行关键应用程序，从而将这些应用程序与车辆中的其他应用程序明确分开。 自适应AUTOSAR就是一个很好的例子。
- 事件驱动堆栈。 该堆栈重点关注对安全性不重要的信息娱乐系统。 应用程序与外围设备明显分开，并且使用最佳计划或基于事件的计划来计划资源。 该堆栈包含可见和常用功能：Android，汽车级Linux，GENIVI和QNX。 这些功能允许用户与车辆互动。
- 云堆栈。 最后一个堆栈涵盖了数据访问并从外部协调数据和汽车的功能。 该堆栈负责通信以及检查应用程序的安全性（身份验证），并设置特定的汽车接口，包括远程诊断。
汽车供应商和技术制造商已经开始专门研究其中的一些产品。 一个显着的例子是信息娱乐系统（事件驱动的堆栈），公司正在其中开发通信功能-3D和高级导航。 第二个例子是用于高性能应用的人工智能和传感，其中供应商与主要汽车制造商合作开发计算平台。
在时间控制域中，AUTOSAR和JASPAR支持这些堆栈的标准化。
中间件将从硬件中提取应用程序
随着汽车继续向移动计算平台发展，中间件将允许对汽车进行重新配置，安装和更新其软件。 现在，每台计算机中的中间件都促进了设备之间的通信。 在下一代车辆中，它将把域控制器与访问功能相关联。 使用车载ECU硬件，中间件将提供抽象，虚拟化，SOA和分布式计算。
已经有证据表明汽车业务代表正在朝着包括中间件在内的更灵活的体系结构发展。 例如，自适应AUTOSAR平台是一个动态系统，其中包括中间件，对复杂操作系统的支持以及现代的多核微处理器。 但是，当前可用的开发仅限于一台计算机。
从中期来看，机载传感器的数量将大大增加
在接下来的两到三代汽车中，汽车制造商将安装具有类似功能的传感器，以确保足够的安全储备。
从长远来看，汽车行业将开发定制的传感器解决方案以减少数量和成本。 我们认为，雷达和摄像头的组合可能是未来五到八年中最受欢迎的解决方案。 随着自动驾驶能力的不断增长，将需要引入激光雷达。 它们将在对象分析领域和本地化领域提供冗余。 例如，要在开始时配置自动驾驶SAE International L4（高度自动化），您可能需要四到五个激光雷达传感器，包括将安装在后部的激光雷达传感器，以在城市中导航并提供近360度的可视性。
从长远来看，很难说出车辆中传感器的数量。 它们的数量将增加或减少，或保持不变。 这完全取决于法规，决策的技术成熟度以及在不同情况下使用多个传感器的能力。 法规要求可以例如加强驾驶员控制，这将导致车辆内部传感器的数量增加。 可以预期，乘客舱中将使用更多的消费电子产品。 运动传感器，健康监测（心率和嗜睡），面部和虹膜识别只是可能的用途。 但是，为了增加传感器的数量，甚至不做任何改动，不仅传感器本身，而且车辆网络中都需要更广泛的材料清单。 因此，减少传感器的数量将更加有利可图。 随着高度自动化或全自动车辆的问世，先进的算法和机器学习可以提高传感器的性能和可靠性。 得益于功能更强大，功能更强大的触摸技术，可能不再需要额外的传感器。 今天使用的传感器可能会过时-将会出现更多功能传感器（例如，可能会出现超声波传感器，而不是基于摄像头或激光雷达的停车助手）。
传感器变得更智能
系统架构将需要智能的集成传感器来控制高度自动化驾驶所需的大量数据。 传感器组合和3D定位等高级功能将在集中式计算平台上运行。 预处理，过滤和快速反应的循环很可能位于边界或直接在传感器本身中运行。 根据一项估计，自动驾驶汽车每小时产生的数据量为4 TB。 因此，人工智能将从计算机移至传感器以进行基本预处理。 它要求低延迟和低计算性能，尤其是如果您比较传感器中处理数据的成本和车辆中传输大量数据的成本。 HAD, , . . , , , , . , — .
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«Automotive Ethernet»
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