特斯拉软件开发解析
北冥有鱼
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2020.04.18
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随着现代汽车的电子电气功能越来越复杂,整车上的电子控制单元也随之增多。当前一辆普通汽车的 ECU 多达 70-80 个,代码约 1 亿行,其复杂度已经远远超过 Linux 系统内核和 Android。在传统的汽车供应链中,OEM高度依赖博世、安波福等一级供应商提供的ECU。但不同的 ECU 来自不同的一级供应商,有着不同的嵌入式软件和底层代码。这种分布式的架构在整车层面造成了相当大的冗余,而且整车企业并没有权限去维护和更新 ECU。在这种关系下,一级供应商的研发周期与 2-3 年的车型研发周期相匹配,传统汽车的软件更新几乎与汽车生命周期同步,极大地影响了用户体验。

图1 主流汽车的分布式EEA

图2 传统车电子控件升级方式

与传统造车不同的是,特斯拉采取了集中式的电子电气架构,即通过自主研发底层操作系统,并使用中央处理器对不同的域处理器和 ECU进行统一管理。这种架构与智能手机和 PC 非常相似。特斯拉可以像智能手机一样进行系统升级(OTA),传统车企的 OTA 只局限于车载信息娱乐系统中地图等功能,却无法像特斯拉一样对车内温度、刹车、充电等涉及车辆零部件的功能进行远程控制或升级。

图3 特斯拉EEA:Vehicle Computer

图4 特斯拉OTA升级方式

通过集中式电子电气架构实现了软硬件解耦、算力集中化。可以真正地实现硬件标准化和软件开发重复利用,既实现供应商可替代,也可以大大缩短软件迭代周期,同时为日后第三方软件开发扫清了障碍。使车辆成为移动的智能终端,同时大量计算工作可以集中至车载中央处理器甚至云端,减少了内部冗余同时车联网协同成为可能。

通过相关研究报告统计从2012年7月-2019年12月底特斯拉累计进行了43次OTA升级,如下图所示,2012年特斯拉进行了6次OTA升级、2013年进行了8次OTA升级、2014年进行了5次OTA升级、2015年进行了3次OTA升级、2016年进行了2次OTA升级、2017年进行了4次OTA升级、2018年进行了7次OTA升级、2019年,特斯拉进行了8次OTA升级。

图5 特斯拉历年OTA升级统计

涉及到数十项功能,其中包括:前方碰撞预警系统(FCW)、自适应巡航控制(ACC)、车道偏离预警系统(LDW)、自动紧急制动系统(AEB)、360°全景视图、盲点检测(BSD)、并线辅助(LCA)、应急车辆识别、红绿灯探测、秘钥系统、音量自动调节、加速模式、温度调节、雨刮控制、钥匙匹配、远程车窗控制、续航里程估算、坡道辅助、胎压监测、除霜功能、座椅加热等功能。

从特斯拉OTA所带来的时代变更来看,软件定义汽车将成为汽车行业普遍的发展趋势,其核心思想是:决定未来汽车的是以人工智能为核心的软件技术,而不再是汽车的马力大小、是否真皮座椅、机械性能好坏。

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