在近日舉辦的2024第五屆軟件定義汽車論壇暨AUTOSAR中國日上，知迪首席技術官劉鎏博士發表了精彩演講，並于論壇會後接受了蓋世汽車媒體專訪，其針對軟件定義汽車的獨到見解以及多年來的技術實踐與豐富經驗爲業界同仁帶來了極高參考價值。以下爲此次專訪視頻及內容回顧。

知迪首席技術官劉鎏博士接受蓋世汽車專訪

得益于“新四化”變革的迅猛演進，汽車産業正以前所未有的速度從傳統機械定義邁向“軟件定義汽車（SDV）”時代。

放眼市場，如今智能電動汽車不僅越來越多的功能開始由軟件定義，甚至在整車開發驗證、生産制造以及銷售售後等環節，軟件的重要性也日益凸顯。數據顯示，目前單車上軟件及相關電子元件的價值占比已經高達55%。

然而，軟件重塑整車價值鏈的同時，新的挑戰也隨之而來。一個現實的問題是，伴隨著車內軟件代碼量與複雜度的指數級增長，如何高效、可靠地開展汽車電子功能集成與驗證，成了不容回避的話題。

目前來看，基于整車總線通信網絡的仿真測試，正發揮越來越重要的作用。

“因爲總線數據整合其實代表了車輛狀態，只要找到合適的組合量，就可以覆蓋車輛實際運行狀態。這也就意味著，通過模擬總線通信信號，就可以測試控制器的各種功能。”日前，知迪科技首席技術官劉鎏博士接受蓋世汽車采訪時表示。

作爲車輛總線仿真領域的主要參與者之一，知迪多年來一直致力于整車研發工具鏈及智能化測試平台技術創新與應用。基于在總線領域多年的深耕，知迪構建了涵蓋數據記錄、總線信號分析及仿真、接口設備等在內的全棧工具鏈産品，並與衆多國內外頭部車企達成了深度合作，已然成爲汽車智能化變革的重要推動力量之一。

知迪科技

首席技術官  劉鎏博士

智能汽車變革，催生總線仿真新需求

在汽車領域，總線通信測試其實並非新概念。

自車內引入電子控制器ECU開始，汽車就從純粹的機械系統變爲了集計算、通信與控制于一體的3C架構。其中通信，作爲維持整個系統運行的核心要素，其可靠性和准確性對系統的正常運轉起著決定性作用。

也因此，早期通信測試主要用來確保汽車電子系統中實時通信鏈路的高可靠性和准確性。

而知迪所聚焦的通信測試，更多是基于通信內容進行相關的仿真驗證。相較于傳統實車測試，這種方案由于是通過在仿真環境中模擬總線網絡通信，進而對控制器性能等進行測試與評估，可大幅提升開發效率，縮短新功能的開發驗證和落地周期，同時顯著降低研發成本。比如自動駕駛仿真測試，就是這一方法論的典型代表。

“對于普通控制器或者車身域控制器，同樣可以使用基于信號的測試開展功能級驗證，尤其整車開發作爲一項同步工程，往往需要各個組件同步開發，在這期間不可能每個部件都用實車測試，這時候就可以通過仿真進行相應的測試。”劉鎏博士指出。

圖片來源：知迪

不過，軟件定義汽車趨勢下，通信測試雖然應用前景可觀，面臨的挑戰亦不容忽略。

“軟件定義汽車與傳統功能車的一個核心區別是，具備OTA功能，可以持續進行整車功能升級。傳統汽車沒有OTA，整車功能出廠時就確定了，因此整車通信矩陣相對固化，測試比較簡單，基本都是以周期信號進行溝通。”劉鎏博士表示。

而在軟件定義汽車趨勢下，不僅整車功能可以通過OTA持續拓展，爲實現對各功能模塊的高效整合和靈活調度，整車E/E架構相較于傳統汽車集成化程度也更高。由于這種架構上的融合，導致當前整車通信網絡正呈現顯著的異構、帶寬跨度大、實時與非實時並存、上層協議衆多等多重特點。

以帶寬爲例，目前車身控制層面如氛圍燈、座椅等功能模塊，雖然仍在沿用傳統LIN或者CAN總線，對應傳輸速率大約在幾十到幾百kbps之間。但像ADAS、智能座艙等，由于需要實時處理和傳輸各類傳感器采集的數據，對總線的吞吐能力要求已經達到了Gbps級別。

“現在1Gbps的車載以太網已經在很多車型上量産了，接下來2.5Gbps或者10Gbps也有望逐步上車，對此我們已經在推進前期調研和産品試制。”劉鎏博士透露。

除了域集中化，汽車軟件架構的SOA化，使得除了傳統周期性觸發信號，還湧現了諸如事件驅動、服務發現以及服務訂閱等新型通訊模式，這些特性也顯著增加了通信測試的複雜性和不確定性。

另外，當前功能域架構對通信的實時性要求並不高，但隨著域融合架構的演進，已經對通信提出了相應的實時性要求。不僅如此，伴隨著OTA不斷成爲智能電動汽車標配，驅動整車開放接口越來越多，在網絡安全層面對整車通信也提出了更高的要求。“特別在信號加密上，仿真設備如何加入密鑰體系，對我們來說也是一大考驗。”劉鎏博士進一步補充道。

事實上，除了整車E/E架構變革，當前智能電動汽車賽道內卷持續加劇，新車叠代速度越來越快，加之不斷高企的降本增效壓力，均在倒逼産業鏈上下遊探索更加高效、低成本的研發模式。

正因爲如此，接下來伴隨著軟件定義汽車的快速發展，劉鎏博士認爲業界對基于通信和通信內容的仿真測試需求會進一步加大。

全棧自研，多維助力創新加速

據相關分析數據顯示，目前軟件相關的集成和驗證成本占整車研發的比例已經超過了40%，未來這一比例還有望繼續上升。

如果這些驗證都可以借助總線仿真來實現，這無疑是一個巨大的藍海市場，但要吃下這塊“蛋糕”並不容易。

“一致的技術路線，多變的需求，這是我們目前面臨的最大挑戰。”劉鎏博士指出。

爲此，秉承模塊化、靈活配置、可拓展理念，知迪構建了一套完整的硬件測試工具鏈及系統解決方案，涵蓋從數據采集和記錄，到總線信號分析與仿真，再到台架測試的全流程需求，可以支持包括車載網絡通信、智能座艙、智能駕駛、網關等在內的多種應用測試。

具體來看，數據記錄方面知迪的主要産品是Datalogger系列。該産品的核心亮點是支持多通道總線接口，如千兆以太網、FlexRay、CAN/CAN FD、LIN、串行通信等，以及多種不同的系統選型，包括普通單片機、ARM SoC、FPGA SoC、X86工控機+接口卡等，並具備高精度時間戳，能夠完整地記錄整個測試過程，包括數據動態變化，爲後續的驗證評估提供充足數據支持。

圖片來源：知迪

其中最新一代産品是ZD-Datalogger3，這款産品專門面向新一代域控架構研發，最多可支持24路CAN/CAN FD、16路百兆以太網、8路千兆以太網和2路10GBase-T1的總線記錄，以及最高3Gbps的連續記錄帶寬，並采用了可插拔雙SSD設計，而通過有線或無線上網設備連接知迪Cloud，該産品還可以實現遠程訪問、異地數據共享等，助力提高協同研發效率。

“不僅如此，基于FPGA 技術，ZD-Datalogger3還支持靈活的OTA功能擴展，比如IP攝像頭音視頻采集、總線消息過濾、Trigger模塊、動態端口轉發等。”劉鎏博士表示。爲配合ZD-Datalogger3硬件産品使用，知迪研發了一款總線數據采集平台軟件TraceClient3，用于數據監控、預覽、下載、轉換、配置等。

數據仿真方面，知迪也有多種不同的解決方案。比如針對低數據量、低通道數量的仿真需求，知迪有專門的嵌入式仿真設備，用于環境總線仿真，或者台架測試。

而針對高數據量、多通道的仿真需求，知迪則有“上位機+接口設備”和“高性能工控機+接口卡”兩種不同的解決方案，配合自主研發的通用總線接口産品ZD-Box2i和汽車總線工具平台軟件VBT，可以充分滿足整車廠及Tier1的總線數據分析、ECU開發、智駕場景仿真、數據回灌等研發需求。

圖片來源：知迪

作爲知迪基于域控架構設計的總線接口産品，ZD-Box2i支持現行全部標准車載總線接口，包括CAN/CAN FD、LIN以及車載以太網標准總線系統，可以覆蓋從研發到測試的各類需求，例如域控之間的車載以太網通訊，域控與子控制器基于CAN/CAN FD、LIN的仿真和監控需求等。

VBT則是一款桌面端總線工具軟件，具備節點仿真、總線記錄、信號分析、診斷、標定、腳本編寫等功能，可廣泛適用于單個ECU仿真測試、整車路測、實時數據監控、車輛診斷、控制器標定等。

圖片來源：知迪

另外，知迪還可以提供多種不同的測試附件，包括車載以太網轉換器、UART電平轉換設備、USB轉換器、通信鏈路安全組件等，確保通信和測試鏈路的正常連接。

“上面所有這些産品都是我們自主研發的，如此一來可以更好地支持客戶快速適配，降低不必要的硬件投入。但另一方面，我們的産品也具有模塊化特點，能夠靈活支持客戶的多元化配置需求。”劉鎏博士表示。

比如知迪的ZD-Datalogger系列，得益于模塊化特點，只需很小的改動就可以支持客戶不同的帶寬需求，甚至國內外不同市場的研發需求，爲知迪開展全球化布局提供了重要支撐。

技術驅動，有變化才有機會

在總線仿真領域，知迪憑借全棧自研的核心工具鏈，已成爲國內少有能夠全面替代海外研發工具鏈的企業。

接下來，如何進一步強化競爭優勢，是知迪亟待思考的問題。尤其當前智能電動汽車發展方興未艾，無論是軟件定義汽車變革，還是智能座艙、智能駕駛等新技術的持續演進，都在不斷對總線仿真提出新需求。

據蓋世汽車研究院統計數據顯示，2023年國內L2級自動駕駛功能滲透率已經超過了40%，相較于2022年提升近10個百分點。目前，智能駕駛正從L2快速朝著L3邁進，並在應用場景上向更複雜的城市場景拓展。

“這對仿真測試和數據記錄也提出了相應的要求，特別是認證流程的複雜度會大幅提升。”劉鎏博士表示。

圖片來源：知迪

爲此，目前知迪正在積極開展相關布局，並面向智能駕駛域控制器研發和測試構建了端到端測試解決方案，涵蓋數據采集、數據回灌、ADAS/AD HIL閉環仿真等，多維度助力智能駕駛加速量産落地。

“但仿真軟件不在我們的産品線裏面，知迪更多關注的是仿真場景輸出後怎麽給到控制器，針對這部分提供基礎硬件以及軟件解決方案。”談及智駕領域具體的規劃，劉鎏博士表示。

除了以客戶需求爲導向，持續完善産品與技術布局，基于中德兩地完善的科研與運營布局，知迪同時也在進一步擴大客戶規模，尤其是助力自主車企加速出海。

事實上，知迪很早就具備全球化視野，並在海外開展了相關布局。回溯知迪發展，最初就啓程于德國Ingolstadt，至2015年正式進入中國市場。

此後幾年，知迪在德國進一步設立了巴伐利亞研發中心、斯圖加特以及柏林辦公室，持續深化中德兩地的協調發展。也正因如此，目前知迪很大一部分客戶均爲BBA等跨國車企，包括他們在國內的合資公司、研發中心等。

在此基礎上，近年來伴隨國內智能電動汽車快速發展，知迪正在積極拓展本土客戶，包括服務本土車企出海，並已經和多家頭部新勢力車企達成了合作。

“相較于外資車企，國內企業不僅研發叠代速度更快，需求也更爲多變，但由于我們的工具鏈也是軟件定義的，可以通過軟件升級快速滿足國內車企的差異化需求。”談及國內外客戶的不同需求，劉鎏博士指出。

以OTA爲例，據相關統計數據顯示，目前國內整車前裝標配率已經突破80%，其中頭部車企全年OTA升級次數多甚至超過了50次，即平均每月約有4次升級，這必然對研發叠代速度提出了更高的要求，包括更快的測試驗證速度。

另外，國內車企對電動汽車發展的投入也遠遠大于國際品牌。針對這些差異化需求，據劉鎏博士透露，知迪正在打造多款適合國內整車廠技術與降本增效要求的標准産品與解決方案，將在今年陸續發布。

“整體來看，我們現階段的戰略核心是打造一個‘以技術爲驅動’的産品型公司。雖然目前汽車市場競爭越來越激烈，但從另一方面，有變化的市場才有機會，所以我們其實是歡迎這種變化和需求的。”談及接下來的戰略重點，劉鎏博士表示。

劉鎏博士認爲，無論市場需求如何變化、車輛技術如何發展，汽車對安全的要求始終不會改變，行業對質量的要求不會變，知迪“讓研發更可靠 更高效”的使命願景也始終不變。

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