汽车架构逐渐集中化，S32 CoreRide如何突破软件定义汽车开发的集成障碍

要说汽车变化最快的是什么，那一定是电气（E/E）架构。随着整车功能逐渐丰富，汽车正在从过去的Flat（分布式）架构和Domain（域控制）架构向更加集中化的Zonal（区域控制）架构发展。未来，汽车电气架构还会进一步集中化。

在Zonal架构来临之前，芯片厂商早已意识到这场变革，并悄然扩大自己的布局。日前，恩智浦（NXP）在杭州举办为期两天的汽车生态技术峰会，并发布全新S32 CoreRide开放平台。会议上，恩智浦分享了其对下一代汽车电气架构方面的见解与其解决方案。

电气架构变了，软件定义汽车更重要了

Zonal架构一身全是优点，它不仅能够大大缩短布线长度（从3千米缩短到1.5千米），并使总体线束重量减轻了85%，同时配电箱被重新分配，以便每个区域有自己的配电单元，为相应区域的模块供电。此外，通用模块化区域设计方法，使得汽车也更容易保持最新状态，可以通过Wi-Fi或 5G连接等远程通讯部署软件更新。

可以说，电气架构的变革是必行之路。而中央计算集群为Zonal区域架构提供了灵活性，因为该架构的大部分功能是来自软件定义汽车（SDV）成果。所以说，在Zonal架构时代，“软件定义汽车”更会大行其道，成为关键中的关键。

恩智浦半导体全球执行副总裁、高级模拟业务总经理Jens Hinrichsen先生解释，过去汽车更多由硬件和机械部件所定义，但未来汽车正在越来越多地由软件所定义。作为用户，可能并不关心底层的硬件，而是更为关心设备能帮助用户实现的功能，而这些功能正是由软件所定义的。

随着汽车功能不断增加，所需的电子控制单元（ECU）和网络节点正在爆炸式增长，这意味着硬件和软件也随之而升。此外，车辆通过OTA更新、辅助驾驶功能和车载娱乐系统等特性，进一步提升了硬件和软件的整体复杂度。正如手机制造商通过软件服务盈利一样，汽车也越来越多地利用软件实现数据驱动的服务，从而创造更大的商业价值。

这使得车企在设计和开发自己的下一代电气架构时面临巨大压力，要真正实现这一目标将非常困难，无法仅凭一己之力完成。一直令OEM头疼的问题是，驾驶及乘车体验越来越取决于电子元件，而这些又非他们可控。

所以，想要更好地设计开发Zonal架构，就需要彻底颠覆现有的供应链逻辑，尤其要与芯片厂商和软件厂商合作更为紧密。

芯片厂商与OEM合作更紧密了

过去，汽车电气架构开发合作模式通常是从Tier 2的芯片商到Tier 1再到汽车OEM依序进行。

不过这种链条式的供应明显周期太长，为了应对复杂的创新挑战，未来的生态系统必然会更加紧密地与生态伙伴合作，应对复杂的电气架构设计挑战。

换言之，OEM未来直接与恩智浦在内的芯片商以及云服务商、软件商、服务商、晶圆厂等直接进行合作，最终形成一个更加迅捷的供应链。

现在的车市竞争非常激烈，主要原因在于消费者选择很多，所以要很多的功能、最快的上市时间、最好的能量效率、最低的成本、最好的服务。用俗话说，就是消费者 “既要，又要，还要，且要”。

因此，为了适应这种市场变化和角色的转变，产业链上的玩家就要彻底颠覆自己的形态，特别是芯片厂商。

恩智浦全球资深副总裁、新能源及驱动系统产品线总经理李晓鹤先生对此解析道，“当我们把所有这些属性都推向极致时，会发现整车的开发时间从39～48个月，减到了18～24个月；原来的链条式的供应方式，以及一步一步的按部就班的串行开发模式，逐渐变成了并行共生的开发模式；原来在一个串行的每一个节点上，主机厂自己优化自己的工作，变成了全域的、全系统端对端的优化；甚至包括了全寿命周期的成本、碳排放、性能的优化。”

行业有句老话，”智能电动车领域，上半场是电动化，下半场是信息化”。不过实际上，目前这个时间点电气化部分还有很多并行的、甚至互相冲突的创新路径，没有任何一家玩家有足够的能力、资源在所有路径上押宝。所以，探索过程中，生态系统就显得格外重要，速度则是成功的关键。

恩智浦便一直围绕生态和速度向前探索。恩智浦在“三电”技术领域的能源管理产品系列十分全面，涵盖微处理器、功率管理、能量管理、网络、传感器系统、模拟前端、驱动设备等关键组件。这种全系布局使得恩智浦能够系统性地思考，如何优化整个系统的架构和子单元间的相互影响。

一方面，通过软硬件集成加速迭代并提升客户体验。以电池管理系统（BMS）为例，目前常见的电池管理模式是在电池包内进行软件编程，但这种模式涉及多个环节的数据传输和处理。随着BMS演进，数据处理速度和云端处理能力的需求将大幅增加。恩智浦提出两个演进路径：一是将安全实时功能下移至电池包，数据处理功能上移至域控制器；二是进一步将ECU中的软件与电池软件固化集成，实现实时功能硬件化，数据处理云端化。两种路径这都需要半导体厂商对整车架构和电池管理系统有深刻的理解。

另一方面，为客户提供系统层面上的技术支持。恩智浦的主机厂在建立新生产线时，不仅追求产能，更会确保质量。在中国市场，恩智浦还组建团队帮助客户提升设计、制版、验证、组装、电池生产和整车生产等各环节的质量。同时，恩智浦得到了全球团队在中长期创新和系统层面上的技术支持，通过结合海外团队系统深入优势和中国团队快速迭代优势，为中国客户提供本地化的产品定义、管理和支持。

解决软件定义汽车的挑战，恩智浦推出S32 CoreRide

无论是更好的便利性，还是更好的性能和安全性，这些都是软件定义汽车的优势。但在实现软件定义汽车的道路上，存在三方面的挑战。恩智浦半导体全球资深副总裁、汽车系统与市场负责人Sebastien Clamagirand说道。

一是集成的复杂性。当整车功能需要整合起来时，会面对多重供应商的不同操作系统、中间件、虚拟机管理程序及应用软件，每一层都建立在上一层的基础上，使得系统集成过程异常复杂，甚至影响性能。

二是可扩展性的限制。从最经济的到最豪华的，车企往往拥有非常丰富的车型定位，因此平台必拥有无缝跨越所有车辆类型。就比如说，入门级汽车通常有 25 个 ECU，而豪华车则多达 150 个，要在这些车型上扩展开发工作，如果没有一致的软件架构，根本无从扩展。

三是架构灵活性。当整车功能合而为一，牵引系控制等关键系统与车辆照明都绑定在同一颗芯片商，便会引发潜在的风向，因此必须有一种故障安全方法隔离这些功能。同时，静态架构一旦设置，配置就无法修改，因此，汽车OME希望车辆架构能够随着车辆收到的每次更新而动态地重新配置。

然而在传统汽车行业的价值链中，OEM想要集成某一项基础功能，寻找最好的供应商和最好的解决方案，可能要花费数月，甚至一两年时间才能集成一些最基本的组件。

恩智浦最新推出的S32 CoreRide平台，便可以加速整个过程。简单解释，它是一个处理、汽车网络和系统电源管理与软件的集合体，突破新一代软件定义汽车开发中的集成障碍，减少成本。

S32 CoreRide平台构建了一个坚固而持久的核心基础，是汽车运行的中枢神经，涵盖了从推进到车身，再到联网、功能安全、信息安全以及能源管理等各个关键领域。它具有较高灵活性，无论是在域架构还是在集中式架构中，都能够无缝地进行工作。

恩智浦与生态合作伙伴和Tier 1通力协作，包括Accenture ESR Labs、诚迈科技、Blackberry QNX、Elektrobit、ETAS、Green Hills Software、Sonatus、Synopsys、TTTech Auto、Vector Informatik GmbH、Wind River、Valeo等，覆盖从传统硬件、行业领先的中间件到、操作系统、驱动程序的开发与赋能，并将其与可扩展的处理、网络和系统功能相结合，提供更整合的解决方案，加速创新，提升性能。

S32 CoreRide拥有三点优势。一是实现软硬件集成。芯片非常复杂，如果要实现芯片最佳性能，需要极强的软硬件能力和开发能力，因此软件制造商很难真正充分利用硅片的功能。借助 S32 CoreRide，可以实现软硬件集成，从而充分发挥芯片性能。系统集成商可以专注增值差异化软件，使得不同汽车品牌间用户体验实现真正的独一无二。

二是提供可扩展性。在处理能力上，恩智浦拥有市场上处理能力最宽泛的产品组合，即S32汽车电子处理平台。从MCU到区域的处理单元ECU以及高度集成的5nm MPU，强大的产品组合让一项功能可以非常轻松地扩展应用到另一项功能当中，在这个过程当中，能够节约数月的开发时间。同时，恩智浦还可以将强大的处理性能、网络、系统电源管理技术集成在一起，实现最佳的性能。为合作伙伴的软件开发赋能，提供安全可靠的解决方案。

三是为客户提供灵活性。新汽车制造商可以整合ECU，开发出从特定功能域到区域再到集中式，跨不同档次、车型均适用的灵活架构。

革命性的处理器一并面世

本次汽车生态技术峰会上，与S32 CoreRide一并被展示，还有S32N系列超高集成度车载处理器家族的首位成员——S32N55，它也是业界首款5nm安全汽车处理器。

S32N处理器不仅可以帮助实现软件定义汽车的新用例和优势，还能高效地创建和变现汽车数据的收集与分析，在汽车的生命周期简化汽车功能和服务的部署。此外，在S32 CoreRide中央计算平台中，基于S32N处理器，结合S32N的计算能力、汽车网络和系统电源管理 (例如FS04安全电源管理IC)，能够全面加速中央计算的开发。

S32N55车载超集成处理器加速了集中式软件定义车辆架构的开发。S32N55处理器通过安全地集成跨车辆实时功能，非常适合用于整合多个电子控制单元（ECU）的中央车辆控制器。S32N55处理器有助于简化复杂性并缩短软件定义汽车实时ECU整合的上市时间，而不会影响安全性。

在安全方面，S32N55将高性能实时处理与片上硬件隔离和虚拟化、先进的功能安全和故障恢复、强大的硬件安全引擎、网络加速和灵活的内存扩展支持完美结合。S32N55处理器根据ISO/SAE21434和UN R155网络安全流程以及SO 26262 ASIL D功能安全流程开发。

从官方信息来看，S32N55包含16个@1.2 GHz Arm Cortex-R52实时处理器，2个Arm Cortex-M7内核实施安全系统管理器，具有多种存储器接口的大容量片上SRAM，集成时间敏感网络（TSN）千兆以太网交换机（NETC3）带有双以太网MAC，每个MAC的运行速度高达2.5 Gbps，拥有灵活的外部存储器接口（NOR闪存、AND闪存、SDIO、LPDDR 4x闪存和LPDDR 4x/5 RAM）允许未来的存储器扩展和OTA更新支持，并提供就地执行（xP）选项。

随着S32N处理器的应用，汽车制造商现在能够在中央计算ECU中集中整合汽车的核心功能，这些功能定义了汽车的本质，从加速和操控到转向的感觉与灵活性和乘坐的舒适度。

中国汽车产业链的新变局

在整个汽车生态技术峰会上，恩智浦提到最多的关键词，便是中国市场。

“中国正在经历汽车电气化、智能化的快速发展，我相信大家对此深有感受。但汽车作为一个对安全要求极高的边缘移动终端，也面临诸多挑战和不确定性。因此，如何实现合作共赢，成为了我们的重要课题。”恩智浦全球资深副总裁、大中华区主席李廷伟如是说。

恩智浦全球副总裁、大中华区汽车电子业务总经理刘芳表示，根据恩智浦的观察，过去几年，中国汽车市场共有三点显著的变化。

首先，汽车行业正在经历一种被称为“链主”的新型变革。这种变革超越了传统供应链重组的范畴，更多涉及价值重塑。过去，中国汽车产业链的国际竞争优势主要体现在供应链管理和生产效率上，而如今的“链主”更多地源于价值的创造。如今，恩智浦许多合作伙伴不仅在中国首发、创新，更是实现了全球首发、首个量产和首个创新，真正体现了“链主”的影响力。

其次，汽车行业需要更多创新。作为一家创新型技术企业，恩智浦利用技术推动产业发展，并为合作伙伴提供行业洞察，帮助他们减少投入、节省时间。日前发布的S32 CoreRide正是在行业和应用新体系中的创新尝试，其中中国将作为恩智浦首要市场。

最后，汽车行业需要走出去。在全球本地化的大背景下，不仅仅是将中国团队和模式复制到新的市场，而是如何在全球化基础上实现各地的本地化。这对恩智浦说是一个巨大的机遇，有助于提升中国汽车产业链在全球的竞争力。在全球本地化过程中，恩智浦也面临着新的开发模式和响应模式带来的挑战和机遇。随着“链主”型产业环境的形成，不同玩家、供应商和优势产业需要思考如何更快速地形成差异化，以实现创新、合作、时间节省和响应加速。在这样的环境下，恩智浦生态合作伙伴重新提上了新的议事日程。