AUTOSAR是汽车软件领域最重要的中间件,也是利润最丰厚的领域。AUTOSAR只是一个标准框架,是一种方法论,并不能拿来直接应用。经典AUTOSAR需要软件厂家配合硬件芯片特别是MCU来做二次开发,这项工作通常都是由第三方来提供,国际上AUTOSAR三巨头分别是VECTOR、ETAS和EB。

 

VECTOR基本上可以配合所有主流MCU芯片,EB偏向瑞萨和NXP的MCU,ETAS偏向意法半导体和英飞凌,最近和瑞萨合作也有升温。汽车MCU市场高度集中,按金额计算,2021年前六大厂家市场占有率高达97.5%,前三大厂家市场占有率高达75.6%。瑞萨市场占有率28.8%位居第一,NXP市场占有率24.9%,英飞凌为21.9%,德州仪器为7.5%,Microchip为7.4%,意法半导体为7.0%。

 

自适应AUTOSAR则是为Linux、QNX等基于POSIX标准的OS进入汽车做的中间件,它与高性能SoC如英伟达Orin或高通SA8540P关系密切。至于经典AUTOSAR则基本与MCU捆绑,说是软硬件解耦,实际某些方面关联程度更高。

 

国内做AUTOSAR中间件的企业多达十几家,比较大的三家分别是东软睿驰、普华基础软件经纬恒润。其余有华为、斑马智行、超星未来、映驰科技、未动科技、零念科技、上海赫千、国汽智控、成都道伟。

 

对中小厂家来说开发AUTOSAR中间件非常困难,首先因为一旦用上三巨头的产品,除非出现重大错误或国际封锁,否则是不可能更换供应商的,那样等于放弃了全部研发人员的研发经验需从零开始。其次,AUTOSAR毕竟在欧洲,英语书写的,这种方法论类型的英语文本,对母语是汉语的中国人来说深入理解是不可能的,AUTOSAR有上万个文档,都是晦涩难懂。不是AUTOSAR顶级会员也拿不到最新最全的解释。最后是芯片厂家支持,VECTOR有所有芯片厂家的支持,因为其市场占有率太高了,谁都绕不开。对于初创厂家,芯片厂家不会跟你合作,除非你打开市场了,特别是国外的芯片厂家。

 

国产三巨头分别是东软睿驰、普华基础软件、经纬恒润。

 

中国AUTOSAR会员分类表

 

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AUTOSAR核心成员有9家,分别为:宝马、博世、大陆、戴姆勒、福特、通用、PSA、丰田、大众。截止2022年3月,AUTOSAR现有核心成员单位9家,高级合作伙伴单位63家(可算1级会员),发展合作伙伴单位70家(可算2级会员),初级合作伙伴154家(可算3级会员)。

 

9家核心公司主要负责AUTOSAR开发模式的筹划、管理和调控,也是AUTOSAR协议的发起人。高级合作伙伴需要与核心开发合作伙伴紧密合作,参与制定AUTOSAR标准,协同管理工作组。发展合作伙伴在核心会员成立的项目领导组的协调和监督下开展工作。每一级会员每年的年费有差别,提供的信息丰富程度和快捷程度有差异。基本上做汽车软件绕不开AUTOSAR,做域控制器也绕不开,有时候没法区分基础软件和Tier1。会员等级基本上和重视程度高度关联,与开发技术实力也基本是正相关的,没有加入AUTOSAR就做汽车软件的,有些不可思议。

 

2017年以前中国企业只有一家是二级会员,就是东软睿驰。三级会员则有普华基础软件、宁德时代、双林汽车、东风汽车、上汽集团、中国一汽、吉利集团和经纬恒润。经纬恒润最早,早在2007年就已加入;普华则是2010年9月;东软睿驰则起点比较高,2017年加入时就是2级会员。随着对AUTOSAR重视程度的提高,会员等级陆续提高,普华在2018年5月升级为1级会员,进入2022年,经纬恒润和东软睿驰也升级为1级会员。长城汽车则在2018年初直接成为1级会员,不过长城有些外销皮卡的AUTOSAR中间件反而是印度TATA提供,TATA就是捷豹路虎的母公司。

 

国产AUTOSAR需要与国产芯片相互支持,也要有能力应对国际形势,因此出现了AUTOSEMO。中国汽车工业协会联合车企与软件企业于2019年12月决定组建中国汽车基础软件生态委员会AUTOSEMO,China Automotive Basic Software Ecosystem Committee,AUTOSEMO创始会员单位汇聚国内20家整车企业和汽车软件供应商,包括:中国一汽、一汽解放、东风汽车、广汽研究院、蔚来汽车、上汽零束、小鹏汽车、吉利汽车、长城汽车、长安汽车、北汽福田、东软睿驰、苏州挚途、万向钱潮、威迈斯、经纬恒润、上海拿森、上海重塑、北京地平线、中汽创智。这个委员会下属的ASF组,致力于定一个中间件的行业标准,就是AUTOSEMO Service Framework,简称就是ASF。目前AUTOSEMO的工作组已经发布了《中国汽车基础软件发展白皮书2.0》。

 

普华基础软件:国家队

 

普华基础软件由中央直属中国电子科技集团公司(CETC)控股。中国电子科技集团公司(CETC)成立于2002年,是以原信息产业部直属研究院所和高科技企业为基础、组建而成的国有大型企业集团,也是国家批准的国有资产授权投资机构之一。直接股东是中电太极和太极计算机。

 

普华基础软件分基础软件和汽车电子两大事业部,其中普华汽车电子事业部自成立运营以来专注于AUTOSAR基础软件的技术开发和产品推广应用,拥有约70人的专注于且国内技术能力很强的AUTOSAR基础软件的开发和技术服务团队,也通过了ASPICE 3级认证。与经纬恒润和东软睿驰比,普华基础软件是纯软件企业,基本不涉及硬件生产制造。

 

普华基础软件与意法半导体合作密切,中国电子科技旗下的中电港也是中国大陆最大的意法半导体经销商,意法半导体的MCAL即MCU抽象层也由普华基础软件销售,基本上选定意法半导体做AUTOSAR就等于选定了普华。普华可以提供ST系列芯片(如SPC58系列)的MCAL 的Demo工程和培训服务、ST系列芯片和AUTOSAR BSW基础软件的集成服务、ST系列芯片定制开发的符合HIS和UDS规范的Flash bootloader开发服务、ST系列芯片定制开发的符合AUTOSAR 4.2.2规范的多核操作系统开发服务、ST系列芯片的HSM模块和AUTOSAR CSM(加密服务管理)模块和SecOC(通信安全)模块的集成服务。

 

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普华自主研发的ORIENTAIS AUTOSAR汽车电子基础软件平台定位于满足汽车电子应用开发及测试需求,提供一体化的系统解决方案、定制开发和本地化技术支持。为了使不同厂家生产的ECU方便可靠地集成到通信网络中,普华ORIENTAIS AUTOSAR基础软件平台为用户提供了操作系统、底层驱动、通信协议栈、诊断协议栈、网络管理、测量标定、复杂驱动、Bootloader 、FOTA 、功能安全、信息安全等基础软件模块及集成开发环境。普华ORIENTAIS AUTOSAR汽车电子基础软件平台搭载的操作系统严格遵循ISO 26262开发流程,采用危害分析、失效分析、安全架构设计、安全机制设计、安全测试和确认等方法,有效控制汽车电子系统的功能风险。通过ASIL D最高安全等级认证的ORIENTAIS操作系统可以应用于动力、底盘等安全系统,满足行业最高的功能安全要求。AUTOSAR版本为2019的11版。普华ORIENTAIS Adaptive AUTOSAR V1.0产品适配了恩智浦S32V234芯片平台和国产车规芯驰G9X芯片平台。不过S32V234不到1TOPS的算力实在是太低了。

 

普华操作系统

 

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普华软件标定

 

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普华网络管理

 

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不过意法半导体的MCU市占率并不高,普华基础软件在2017年加大与英飞凌的合作,2018年4月,推出了基于AUTOSAR 4.2.2的英飞凌AURIX平台。普华主要客户包括长安、奇瑞、广汽、吉利和上汽。

 

经纬恒润:小VECTOR

 

经纬恒润成立之初靠代理销售国外汽车电子研发工具起家,2005年进入汽车电子领域,2008年通过承接上海小糸车灯的上汽通用项目迎来汽车电子业务发展转折点。2008年经纬恒润开始与VECTOR合作,2011年开始代理VECTOR全线产品,2016年达到巅峰,不仅代理VECTOR的AUTOSAR,还代理VECTOR的诊断工具、ECU刷写工具、总线开发工具、标定工具。多年合作,特别是和一线客户的长期合作经验让经纬恒润自主开发AUTOSAR更容易,也更贴近中国国情。经纬恒润MCU领域主要合作伙伴是英飞凌。英飞凌二代AURIX的SafeTpack是最早考虑功能安全的产品,其应用比较复杂,经纬恒润是国内最早应用SafeTpack的厂家。

 

2015年开始,经纬恒润敏锐把握ADAS商机,与Mobileye合作,2016年量产配套上汽荣威RX5车型,是中国首家Mobileye集成商,截至目前已配套一汽、中国重汽、上汽、吉利、春风动力等客户;经纬恒润是2020年中国市占率最高的ADAS系统供应商,自主品牌领域市场占有率仅次于博世。2020年则基于Mobileye EyeQ4,配套一汽红旗E-HS9车型。最新HPC产品基于TI TDA4+Infineon TC397开发,能够搭载发行人自研或客户定制的人工智能感知算法、路径规划和控制方案,实现在高速公路、城市道路、停车场等场景下自动行驶,现已获得嬴彻科技、宝能汽车等客户定点。

 

经纬恒润配套车型

 

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ADAS与AUTOSAR关系密切,经纬恒润具备软硬一体能力,其配套车型都可以采用经纬恒润自主开发的AUTOSAR。
INTEWORK-EAS(ECU AUTOSAR Software,以下简称EAS)是经纬恒润自主研发的符合AUTOSAR标准的软件产品。
EAS.BSW是EAS产品的嵌入式标准软件部分,覆盖了AUTOSAR架构中重要模块。产品以源代码的形式提供给用户。软件架构示意图如下。用户可根据自身需求按模块或组件选购。

 

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AUTOSAR工具链,运行于PC机上,分别实现AUTOSAR分层架构中各层软件的设计、生成与配置功能。

 

EAS工具链

 

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EAS.Configurator是EAS产品的配置工具,用户可使用该工具在上位机上图形化地配置各类参数并一键生成配置代码。同时配置工具还支持自动解析ARXML、DBC、ODX、LDF等文件并自动生成配置,简化用户工作量。

 

INTEWORK-EAS-AP是经纬恒润自主研发的Adaptive AUTOSAR解决方案,遵循AUTOSAR Adaptive R19-11规范,使用C++11语言和POSIX操作系统,除实现诸如诊断(UDS和DOIP)、面向服务通信(SOME/IP)、网络管理、数据持久化等基本功能外,还实现了执行管理、平台健康管理、状态管理、配置及更新管理、加密管理等高级功能。INTEWORK-EAS-AP已适配WindRiver Linux、Android、QNX等POSIX操作系统,已适配TDA2/TDA4、高通8155、MT8666、NXP S32G/S32V、IMAX6/8、地平线J2/J3、芯驰G9X、X9H、黑芝麻A1000、移远EC20/AG35 等SOC平台。

 

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AP.Configurator:AP产品配置工具,支持导入、解析、编辑基于AP平台的ARXML文件,完成Machine、Executable、Instance等设计开发。支持导入ODX,并转化为ARXML格式诊断模型。支持配置SWC文件,完成SWC Port及框架设计。

 

AP.Generator:AP产品生成工具,实现组件API代码及Manifest配置文件的生成,输入是标准的ARXML和ODX文件,生成C++11源代码和Manifest配置文件。

 

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经纬恒润自适应AUTOSAR硬件平台,NXP的产品性能都不强,S32V不到1TOPS的算力已明显落后,I.MX6是11年前的产品了。主要的精力或许在德州仪器的TDA4上。

 

东软睿驰:生态构建者

 

东软睿驰的汽车基础软件平台产品NeuSAR在软硬件协同能力、软件模块覆盖完整度、软件平台产品化进展、工具链完善程度以及前装能力等方面具有优势。

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东软睿驰的AUTOSAR产品NeuSAR,版本为21-11,是目前国内最先进的。有支持AUTOSAR Adaptive标准的NeuSAR aCore平台,以及支持AUTOSAR Classic标准的NeuSAR cCore平台。

 

NeuSAR aCore标准平台软件,涵盖如系统功能组件、通信功能组件,通信协议支持SOME/IP、及DDS,还有安全功能组件,还有诊断和日志组件。目前NeuSAR aCore平台适配的操作系统包括Linux和QNX,适配硬件包括NXP的S32V,IMX6、IMX8、S32G,TI的TDA4,Renesas的R-Car H3,Xilinx的Zynq UltraScale+,安霸的CV22,芯驰的G9X以及NVIDIA的Jetson-AGX,覆盖面比较广,特别是对瑞萨、安霸、FPGA和英伟达的支持。平台还有对应的工具支持,包括配置工具、代码生成、代码编辑、代码编译、代码调试等,产品的部署形态也比较多样化,支持Type1与Type2型虚拟化方案,以及轻量级虚拟化部署方式。平台的1911版本已经达成了量产状态,2111版本2022年7月份发布,NeuSAR是国内较早应用于量产项目的并符合Adaptive AUTOSAR标准产品,目前主要部署在了OEM厂商的主要车型。

 

NeuSAR CP覆盖了Classic AUTOSAR标准里规定的模块,OS、RTE、WDGM、WDGIF、E2E、CRC模块,通过了功能安全ISO26262 ASIL D级认证,适配的硬件包括MPC 56,57,S32K,S32S,S32G,TC27X,TC37X,TC38*,TDA4,RH850,SPC58,CYT2,CYT4,还有国产化的芯片芯驰,应用在OEM和Tier1很多量产项目上,涉及的ECU领域包括整车控制器、车身控制器、自动驾驶域控,电池管理系统等。

 

NeuSAR目前致力于建立完整的开发生态,包括从整车SOA设计开始,到域控制器的应用架构设计,同时配置相应的平台管理产品和中间件,生成对应的参数和代码,支持用户在一个工具内进行代码和文档的编辑,能够编译生成软件包,并且上传更新系统,允许复用第三方软件功能模块,将这些可复用的软件模块进行统一管理,并集成到一个系统中。

 

NeuSAR有支持整车SOA设计的工具,可以在系统层定义整车拓扑,生成整个以太网的拓扑信息,定义硬件设备节点。还可以定义整车SOA服务的组件,定义组件里关联的服务接口,以及接口里需要的数据类型,将这些组件与整车机器信息进行映射,完成整车的部署。这些部署信息可以生成每台机器的标准部署参数文件,每台机器清单文件后续可以导入到下一级配置工具里。

 

2022年4月,NeuSAR推出针对域控制器的软件开发平台——NeuSAR DS(Domain System),主要是为了解决目前OEM使用域系统器的时候需要集合不同供应商的产品,包括像硬件芯片、CP基础软件、AP基础软件、中间件,还有芯片适配、OS适配,还要考虑芯片专用固件,通信和交互等问题。

 

将这些部分集中起来也是很费时费力的一件事,NeuSAR域系统帮用户一站式地解决这一系列的问题,基于典型的域控芯片,域系统包括了SoC上BSP和操作系统,MCU上工程的适配,启动程序的适配,融合了标准平台软件AP、CP,还包括ASF中间件,用户可以直接在硬件芯片上,利用中间件提供的接口,开发应用逻辑,配套的工具还包括SOA的配置工具以及调试工具。

 

目前适配的芯片包括NXP的S32G(做网关用),TI的TDA4(做泊车或ADAS),以及国产芯片芯驰,同时还提供了虚拟化环境,对于虚拟化环境用户可以在没有硬件的情况下进行软件先行开发及验证,可以从虚拟化验证环境到真实硬件环境的无缝迁移。

 

NeuSAR DS也为域控制器开发应用提供了整套的软件生态支持,覆盖了开发、验证与调试,以及产品发布与管理的整个软件生态周期流程。通过提供的工具实现各个活动之间的联动,提高开发者的开发效率,降低开发门槛,依赖NeuSAR提供的整车设计工具、配置工具,持续集成框架还有NeuSAR SDK的支持包构建工具,用户可以快速地生成调试功能代码,并且可以在NeuSAR的验证系统里,或者已经集成好的快速开发原型硬件环境里,进行验证与调试。东软睿驰今年5月上旬发布NeuSAR DS快速开发原型适配了S32G芯片,预计Q3基于Ti TDA4和芯驰G9/X9系列的芯片会推出2.0版本。

 

除在汽车基础软件平台产品端不断创新进取外,东软睿驰还基于自身实践,持续贡献于打造基于中国自主知识产权的基础软件汽车生态圈,形成由本土企业主导的基础软件架构标准和产业生态。作为中国汽车基础软件生态委员会(AUTOSEMO)的首届轮值主席单位,东软睿驰牵手其他成员单位共同研讨汽车基础软件相关的标准、知识产权、推广、测试以及前瞻研究等问题,代表行业首发了《中国汽车基础软件发展白皮书1.0》与2.0版本,担任工作组组长单位牵头推进了中间件ASF、车云一体等技术规范、行业标准的建设。在汽车基础软件的应用与传播、技术交流学习的促进、行业共识的形成、行业标准的建设等方面起到了重要作用。

 

展望

 

考虑到目前汽车MCU的市场格局,国产AUTOSAR三巨头还是各有所重,普华基础软件与意法半导体合作多年,近年来加大与英飞凌合作。经纬恒润一直与英飞凌合作。东软睿驰覆盖面最广,说明其研发人员最充足、行业生态最丰富。

 

 

国产AUTOSAR三巨头和国际三巨头相比,确实有差距,但随着国产芯片和自适应AUTOSAR的崛起,国产AUTOSAR企业的话语权则会越来越强。难点还在MCU领域,如果MCU领域能打破国际巨头封锁,那国产AUTOSAR企业也能比肩国际三巨头。

 

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