发展车规功能安全操作系统,保障智能网联汽车产业安全

消费者对汽车的感知不再满足于出行需求,智能且安全的下一代网联汽车市场正成为主流。以人工智能为核心的软件技术是否决定下一代汽车产业的发展?如何减少交通事故、提高通行效率和安全系数?从“自动化”到“智能化”,汽车产业还有多少路要走?近日,CETC普华基础软件股份有限公司总经理刘宏倩接受媒体采访时称,下一代汽车将更多取决于软件所设计的功能,汽车的安全性则更多取决于软件和硬件的安全设计。

安全——汽车产业硬指标

近日,主题为“让技术尊重生命”的2020首届汽车功能安全日活动在线上举行,中国汽车电子基础软件自主研发与产业化联盟(CASA联盟)作为主办单位,意在通过对ISO 26262、AUTOSAR等与汽车安全、软件息息相关的标准解读,倡议汽车行业从软件到芯片、零部件、整车企业等全产业链,关注汽车电子产品的功能安全设计、开发和验证,推动汽车安全水平的提高。

作为CASA联盟的秘书长单位,普华基础软件是这场特殊线上活动的独家承办方。刘宏倩介绍说,中国目前已是全球最大的汽车生产国和汽车市场,在未来汽车发展所需要的基本能力中,安全尤为重要。“这个活动的主题本身就是汽车人对生命至上的庄重诠释。”

国家市场监督管理总局缺陷产品管理中心发布的最新数据显示,截至2019年年底,我国累计实施汽车召回1992次,涉及缺陷车辆7578.01万辆,生产者因召回而投入直接费用总计约580亿元。专家表示,缺陷汽车产品已经严重威胁到汽车消费者乃至整个社会公众的生命与财产安全,汽车产品的功能安全问题往往最易被忽视。

CASA联盟秘书长张晓先倡议,汽车生态链的所有企业应关注功能安全产品的需求规划、设计、实施、集成和验证,开发有效的系统安全架构,确保及时探测到潜在风险并可靠执行安全缓解机制,提升企业对车辆安全性能的不断追求,唤起社会对汽车功能安全的重视。

“目前,新能源汽车的电机、电池系统与传统内燃发动机的技术存在较大差异。在国产汽车电子控制系统不断发展的同时,也需要有更加安全的软硬件产品提供基础性支撑。”著名计算机软件专家、中国科学院院士何积丰指出,作为推动新一轮科技革命和产业变革的重要力量,中国要从汽车制造大国向制造强国转变,符合标准的核心技术是当前我国汽车产业发展的关键。

趋势——软件定义互联汽车

今年2月,国家发改委、科技部、工信部等11部委联合发布了《智能汽车创新发展战略》,对汽车产业智能化、网络化、平台化发展提出了具体任务和发展方向。业内人士认为,技术融合将带来汽车生态链的全局变革,从设计开发到生产应用,以人工智能为核心的软件技术将成为下一代汽车产业的发展过程中重要一环。

面对自动驾驶及智能网联汽车的安全与可靠性要求,国际主流汽车厂商的技术路线是通过基于AUTOSAR标准的扩展,在车控操作系统的基础上从分布式的单功能ECU向相对集中的功能域控制器、车辆计算平台方向发展。目前,欧洲所有OEM整车厂均要求功能安全,美国的OEM整车厂已在研究如何实施功能安全,而亚洲的丰田、吉利等车厂也已经明确要求汽车功能安全。

今年5月初,普华基础软件基于AUTOSAR规范自主研发的“普华灵智ORIENTAIS 操作系统”产品通过ISO 26262 ASIL-D级最高安全级别认证,成为国内第一家达到国际汽车领域最高安全等级的AUTOSAR操作系统企业,填补了国内汽车电子技术在这一领域的空白。未来,该系统在国内汽车领域的大规模应用将降低车辆可能发生的风险及意外发生时的危害程度,进而使国内汽车厂商提升国际竞争力。

人工智能、大数据、云计算等新一代信息技术对汽车产业发展产生了革命性的影响。现如今,自动驾驶、无人驾驶汽车更加对芯片、软件架构、计算平台等提出了更高的要求,软件定义汽车的价值也更加显现。“从软件的角度,汽车软件从预装系统时代到基于环境的学习、迭代、优化的智能系统时代,让汽车在行驶过程中,学习到对驾驶员的期望,然后不断迭代优化车辆的算法,在安全环境下慢慢去适应,并变成一辆最适合于驾驶员的车。”刘宏倩说。

“如果要做到这样的方向,前提是标准化的硬件加上变化的软件才会实现各种不同的功能。在标准化硬件上面软件要进行迭代和优化,对软件从架构设计、功能安全到信息安全三个方面都将会是新的挑战。”刘宏倩称,普华作为中国电子科技集团(CETC)的重要基础软件平台,已经开始设计下一代汽车电子操作系统,支持复杂环境感知、智能算法决策、实时安全控制、基于服务的以太网通信、软件远程升级等功能,为软件定义汽车提供基础支撑。

市场——产业创新机制建设

《智能汽车创新发展战略》明确提出,要构建质量安全、功能安全防控体系,加强产业链关键环节安全联动、网络安全、数据信息安全等机制建设。到2025年,中国标准智能汽车的技术创新、产业生态、基础设施、法规标准、产品监管和网络安全体系基本形成。实现有条件自动驾驶的智能汽车达到规模化生产,实现高度自动驾驶的智能汽车在特定环境下市场化应用。

持续发展的自适应自治系统和自适应控制技术正在成为汽车产业创新发展的关键课题,传统车载嵌入式软件架构和操作环境需要不断升级,以满足日益增长的下一代系统需求。尽管现代实时操作系统可以处理安全认证的多核应用程序,但尚无法满足下一代网联汽车的要求。围绕汽车产业生态,建立一套全产业链的创新机制在当下显得格外重要。

早年间,普华基础软件开始和国内整车企业联合承担国家“核高基”任务,逐步建立了国产汽车电子基础软件、国产汽车电子控制系统的自主创新能力。2016年,CASA联盟成立国内汽车行业的首个原创性开源社区,开放汽车电子基础软件平台的核心源代码,进一步推动了国内汽车电子产业的技术进步和行业合作。

据悉,作为 AUTOSAR组织高级合作伙伴,普华先后参与了软件体系架构、操作系统、通信、符合性测试等标准制定工作,是目前国内唯一可以提供完整AUTOSAR基础软件平台解决方案的中国本土技术服务提供商。刘宏倩说,依托中国电子科技集团(CETC)的大产业格局,普华不仅和中外半导体芯片、工具企业建立了合作关系,也已经和整车企业、零部件企业、互联网科技企业、信息通信等企业合作,不断扩展延伸基础软件的价值链。

“事实上,在中国汽车市场从粗放式增长向结构化增长转变的新阶段,要求产业链各环节对汽车控制系统及其软件的安全性与可靠性提供保障,开发更安全、更高质量的产品。随着智能网联汽车的创新发展,除了功能安全,也开始提出了信息安全的需求。面对信息安全需求,需要开发端到端通信安全协议、车规密码服务等安全产品,逐步实现较完整的整车级纵深防御信息安全体系。”刘宏倩最后说。周建明

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