“【2021世界智能网联汽车大会】Arm Chet Babla ​：软件定义汽车及其生态系统”

9月25日至28日，2021年世界ICV大赛在北京举行。 本届大会围绕产业重建、融合应用、共生三个章节展开，设有开幕式、主论坛和7个主题峰会、6个特色专题会场和2个闭门会议，设有图灵奖国际专家1人、国内外院士7人、近150人的国际国内ICV和ICC 以下是arm汽车事业副社长chet babla 的演讲实录，请作为参考。

照片: arm汽车事业副社长chet babla

语音副本:

你好。 非常感谢您邀请我参加今天的这个有名的会议。 我是chet babla，现在的arm汽车事业的副社长。

让我简单介绍一下arm。 arm是全球可授权半导体知识产权技术的领导者，在支持汽车市场的行业深耕了25年以上。 事实上，排名前15位的汽车芯片企业全部被批准采用arm知识产权专利，在新闻娱乐APP解决方案中占arm处理方案的85%以上，在ADAS APP解决方案中占55%以上。 如你所见，汽车市场对arm很重要。 目前，汽车领域正处于令人兴奋的创新时期，车辆动力系统实现了部分或全部的电动化以满足排放法规的要求。

客户需要能够吸引他们的目光，感受身临其境的沉浸式载具体验。 司机、乘客和其他道路聘用人员的安全已成为政府和汽车厂关注的焦点。 除此之外，引入更高级的自动驾驶的机会将更多，通过将车辆连接到云和本地基础设施来加强创新，车辆也将变得越来越智能。 与ICV的快速发展趋势平行的是目前汽车市场其他重要行业的关注。

首先，让我们来看看电子体系结构。 从单一的电子控制单元迅速发展到中央解决方案、图形解决方案、图像信号解决、机器学习相结合的更加集中的计算。 其次，汽车制造商研究基于云开发方法的特征。 这种做法改变了基础设施和数据中心行业。 另外，以前流传下来的汽车价值链也出现了巨大的变化。 也就是说，从技术供应商、芯片供应商、一级供应商和汽车制造商组成的线性供应链，到更多元化、分散性更高的供应链，汽车制造商和一级供应商都在积极推动技术诉求的快速发展。

例如，它宣布其目标是到2025年开发60%的内部软件。 他们想要的是芯片设计专利、云服务提供商和软件供应商，但现在最终的处理方案和整体客户满意度越来越重要。 芯片供应商必须处理这些复杂的计算体系结构，并将软件开发价格降到最低

随着价值链的迅速发展，基于服务货币化的新机遇也随之出现。 作为客户，目前期待着以电动化动力系统为中心，获得沉浸式数字体验、功能安全性和选项。 这些领域的变革大大增加了软件的数量和复杂性。 这些软件必须在车辆的整个生命周期中进行开发、管理、部署和更新。 使用软件定义汽车方法有助于解决这个日益增长的软件带来的诸多复杂挑战

但是，“软件定义”简言之就是通过软件控制实现特定的功能和能力。 虽然其典型特征是抽象底层硬件以实现软件的可移植性，但软件仍需要了解硬件的功能和局限性，软件在产品生命周期中的简单无缝更新和可管理性也是软件定义的重要特征之一

最后基于云开发和部署技术加快了软件的定义 为什么对汽车领域非常重要，在右侧可以看到一点好处对利益相关者的好处。 我不会介绍所有的利益，但我要强调其中一些。 一点车厂和一级供应商可以通过利用基于云的规模效应、软件重用和跨平台可移植性来提高业务效率。 根据最近的解体，通过使用软件定义的做法，预计车厂的每辆大排量汽车的终身利润率最多将上升2600美元。 芯片和软件供应商可以集中资源创造下游价值，而不是将资源浪费在无差别的软件上，从而让客户享受更好的车辆招聘体验。

例如，根据需要定制娱乐系统或添加新的驱动程序辅助功能，但要确保软件定义的未来，必须满足几个要求。 首先，经过arm，与汽车厂和一级供应商进行交流，供应链柔性的关键是芯片硬件之间的软件可移植性，其次，基于云的方法扩展了软件开发，压缩了软件生命周期， 第三，集装箱和编组装置是重要的云技术，但至今仍不具备考虑实时性和汽车所需功能安全性的能力——不具备混合重要功能的能力。 最后，如果没有开放的标准，这个领域就不能获得规模的利益。 arm认为，具备实时性和功能安全性的通用软件开发框架有助于满足这些诉求，实现软件定义的汽车越来越多，软件越来越复杂。

业务负荷在整个软件生命周期中在汽车方和云端之间移动。 如图所示，汽车的业务负荷需要具有特定功能的专业计算

例如可扩展性、——利用异构计算跨越多种功能、功耗效率——在不影响散热限制和电动汽车电池续航时间的情况下保持性能、关键的实时性和功能安全性、 而且比较互联网危害的强大新闻安全特征是arm目前能够提供的技术特征，这也是我们计算架构处于领先地位的原因。 目前，将基于云的方法引入汽车行业，可以简化软件复杂性和生命周期管理、组织业务负荷、持续集成和持续交付( ci/cd )、虚拟化和容器、虚拟硬件建模等云技术 这些云技术还可以用于汽车的业务负荷，从而进一步了解了基于云的开发概念

它是如何与汽车市场联系在一起的？

首先，我们来谈谈车辆。 如上所述，将车辆的电子体系结构集成到区域化和中心化计算中，从而使一系列APP应用程序可以在通用硬件平台上运行。 在本例中，新闻娱乐APP和驱动程序辅助功能可以在同一硬件平台上运行。 为了提高开发效率和规模，这些APP应用程序在云中开发，并作为容器部署到车辆上，调度程序为在这些通用硬件上运行的容器分配专用内存和io资源

云技术的概念，如编组器、持续集成和持续交付，在汽车领域非常适用。 为了确保云开发的汽车工作负载，能够无缝部署到车辆上的云环境需要了解车辆的实时性、安全性和局限性。 arm通过一个叫做soafee的程序开发，实现了所有从云端到车辆端的挑战标准化方法。 soafee代表一种可扩展的开放体系结构，用于嵌入式边缘。 这由一个非常有趣的团体领导，目的是将基于云的软件开发扩展到汽车行业。 soafee包含三个重要的要素。

首先是支持具有汽车安全性和实时性的集装箱和编组等云概念的软件架构，其次是开源参考软件栈。 第三，有一个参考硬件，可以帮助合作伙伴进行早期汽车行业的负荷探索、开发和原型设计。 soafee基于cassini和系统就绪项目，arm两年前成功地在基础设施行业处理了这两个项目。 从云端到边缘的软件和安全挑战。 soafee通过提高实时性和功能的安全性，将这些概念扩展到了汽车行业。 soafee计划加快了软件定义汽车的迅速发展，欢迎中国汽车领域的朋友，相信会通过特别有趣的小组进行合作。

目前，arm是一家负责领域核心技术和体系结构的公司。 因此，我们在推进领域合作方面有着独特的地位。 我很高兴和大家分享。

在这次软件定义之旅中，我们有与arm一致的合作伙伴。 事实上，其中许多合作伙伴已经开始为soafee框架做出贡献。 如您所见，我们的合作伙伴非常多，包括多家汽车制造商、一级供应商、云服务提供商、软件和芯片提供商。 来自整个供应链的支持是对处理软件定义的车辆所面临的挑战的认识，业界认为这是软件定义未来带来的机遇。

虽然我们正在走向软件定义的未来，，但这并不意味着硬件不重要，硬件依然重要。 需要可扩展的计算，以节能的方式实现。 与不同的汽车工作负载解决能力相比，在系统发生故障或受到网络攻击时，将功能安全与新闻安全、实时响应相结合，对于避免损害风险和致命影响至关重要。 我们不能低估功能安全。 在汽车应用中的重要性。 让我们更详细地研究一下这个问题。 功能安全是当今汽车系统的重要组成部分之一，可以防止故障

对于危害所有道路采用者的风险，汽车领域相关的功能安全标准为iso26262，定义了适用于不同用例的不同安全等级。 asil a是受故障影响或风险最低的安全要求，asil安全水平从a级往上增加。 为了应对更大的故障风险或影响，asil-d是最高级别的安全要求，汽车自动转向需要asil-d级别，数字仪表板可能只需要达到asil b级别。

arm在安全方面投入了大量资金。 我们的安全就绪计划将arm ip、软件工具、安全文档和大型合作伙伴生态系统结合起来，帮助该领域更快地将更安全的硬件处理计划推向市场 正如介绍中所述，arm在25年间通过新的ip技术支持了汽车行业的合作伙伴。 最近，我们推出了新的ae (汽车扩展型) cpu、gpu、isp等ip产品，专门针对汽车诉求。 cortex-a78ae是我们性能最高的安全cpu，包括现在新的混合模式的安全功能。 mali-g78ae是第一个支持asil b的安全gpu，具有新的灵活分区功能。 mali-c71ae图像信号解析器整合了支持asil b安全的内置功能。 这些新的解决方案得到了一系列专用软件和工具、物理ip和系统ip的补充，以及巨大的合作伙伴生态系统的支持，其性能比前身a76ae有了30%的更深入的了解

cortex-a78ae的支持、asil d和asil b的安全功能、我们去年推出的split-lock (核心锁定步)的安全功能通过新的混合模式在cortex-a78ae得到了强化，并通过Asil a78ae得到了强化 而且，即使解决了asil-b APP应用程序，也能够维持性能。 mali是全球领先的gpu，mali-g78ae是arm首款支持安全功能的gpu，有助于合作伙伴满足asil b的要求。 是mali-g78ae的安全功能。

gpu资源现在可以用于安全的人机接口和自动化系统所需的通用计算。 arm通过当前的gpu进行虚拟化，实现了各种APP的时间共享。 借助mali-g78ae，新硬件的灵活分区功能得到了飞跃，最多支持4个完全独立的硬件分区。 这样，就可以将无需安全性的娱乐系统和导航APP应用与asil b所要求的仪表和驾驶员的监视功能结合起来，实现业务负荷的分离。

如右图所示。 我们拥有asil b的安全能力，mali-c71ae图像信号解析器。 汽车视觉系统是必要的，在广泛的照明条件下工作，具备多种传感器。 mali-c71ae支持4个实时相机或16个缓存相机，每秒可提供1.2千兆像素的吞吐量。 这里重要的不是每个摄像头是否有一个isp。 相反，isp可以用于各种摄像头，可以在各种模式下采用。 我们对将mali-c71ae引入汽车行业的各种视觉APP应用非常兴奋。 如对adas的正视和安全停车的巡视等。

我们今天提到的三种arm ip技术扩展了arm ae产品组合的宽度和功能，提供了部署的可扩展性和计算要素的灵活性。 所有这些都基于功能安全性，与现有和未来的arm ip一起，可以将从单核摄像头模块到大型自动驾驶系统的广泛汽车用例推向市场。 那么，所有这一切对这个领域意味着什么呢？ soafee标准、框架和arm提供的实时、安全的汽车硬件ip的结合，使汽车软件和系统开发加速得令人难以置信。 这就是所谓的“左移”在以前流传下来的开发周期中，一般APP软件的开发，必须等到芯片和模块可用。 但是，通过使用基于云的技术，确定使用我介绍的开放式soafee框架，我们的汽车合作伙伴可以在车辆开发周期中更快地开始工作。 同时，可以更快、更有效率地工作。 使用基于云的方法还有另一个好处。

在车辆销售后也可以更新软件和功能，而不是强制召回车辆到工厂和经销商，从而为客户带来了巨大的成本节约和便利

当然，云计算为汽车工厂和云服务提供商提供了许多新的、直接面向顾客的服务货币化机会。

通过这个“左移”可以节约大量的时间。 通过与合作伙伴的讨论，预计开发时间将从6个月缩短到12个月。 这是真正重要的汽车领域正处于历史转折点，ICV是移动的未来，许多宏观趋势促进了计算架构，带来了软件开发庞大、复杂和诉求。 软件定义在应对这许多挑战方面具有很大的潜力。

而且可以提高创新、业务效率、新的货币化机会、更好的顾客体验。

我们相信通过arm提供的创新的汽车用ip，以及我介绍的soafee框架，这个领域可以改变软件定义移动化的未来。 我们也欢迎中国的汽车生态系统合作伙伴，感谢你们在soafee倡议上合作，在大家的忙碌中听我的报告。 我希望大家能在这次会议上得到。

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