解析长安SDA架构-电动汽车观察家

解析长安SDA架构

长安的“仗”,一场接着一场。

8月31日,长安汽车发布了一份重要的二季报:受疫情和芯片短缺影响,其当季实现8.1亿元的扣非净利润,其中自主扣非净利润8.61亿元,成为核心利润支柱。

此刻,长安终于结束历时近四年的艰难转型,结束对合资品牌的利润依赖。但战斗并没有结束。

8月29日,长安汽车正式亮相解析了具备“硬件可插拔、场景可编排、生态可随需、系统自进化”技术特征的SDA架构,和基于SDA打造智能品牌——“诸葛智能”。

而首款应用SDA架构的CD701原型车,用以展示长安“新汽车”概念下,“交互、智驾、生态”三大核心体验。

虽然深蓝主打多动力结构的首款产品才刚刚开始交付,但长安已经迅速挥出了第二击:“我们将以‘北斗天枢’计划为主线,到2025年,陆续推出30余款智能网联全新产品。”长安汽车董事长朱华荣在会上表示。

天枢落地成诸葛。新能源品牌矩阵才刚刚落地,迫不及待的长安便“不带代价”地切入智能化战场。

长安能否在智能化竞争中抢得先机,在很大程度上将取决于SDA架构到底是什么?水平又如何?

01

集中化计算平台,对标特斯拉

“基于DDS(数据分发服务)标准分别在C2、EDC、VIU进行了裁剪和适配,是全球第二家在MCU上量产应用的整车企业。”长安汽车副总裁、公司科协主席张晓宇在大会上这样介绍SDA架构的中间件层。

另一家实现量产应用的整车企业应该指的是特斯拉。

从设计逻辑上,长安的SDA架构与阿维塔的CHN技术平台完全一致。都采用六层架构分布:机械层、能源层、电子电气架构层、操作系统层、应用软件层和云端大数据层。

但在核心的电子电气架构层(EEA),从目前的表述来看,SDA要比CHN更为集中化。

应用CHN架构的阿维塔11采用动力、智驾、智舱和车身四大域控的方式,也是目前主流的域控EEA架构模式。

但长安的SDA则要更像特斯拉Model Y的EEA模式:“由C2(中央计算机)+EDC(体验计算机)构成的中央计算平台”,加上三个VIU(区域控制器),由“以太网+CANFD”的主干网络相连实现信号通讯。

其中,C2指算力为508TOPS的智能驾驶算力平台,EDC则是图形算力为2000GFLOPS的智能座舱平台。三个VIU负责网络管理及就近设备的配电和控制,已实现动力、底盘、空调热管理和车身的15个控制器跨域集成。

尽管长安未展示实际的架构图片,但从“构成的中央计算平台”来推测,C2与EDC将像特斯拉的“中央计算平台”一样,将两大核心控制器集中在一块板子上。

尽管这样的计算平台并非真正意义上的“中央计算平台”,即在采用同块SOC上完成包括智舱、智驾等所有功能的感知鹤决策。但相比在不同域控制器上的做法,特斯拉和长安SDA这样的集中化将进一步缩短通信线路,加快响应速度的实时性。长安官方也表示,SDA架构下整车线束长度减少10%-20%。

但另一方面,集中化对软硬件的功能安全挑战更高,对数据分发的实时性和准确性的要求也更高。

为此,长安SDA的通信网络采用百兆以太环网为主干,核心控制器间搭载了千兆网络。

“同时通过采用TSN(时间敏感网络)、环网冗余等技术,解决传统以太网数据传输乱序、丢包等问题,系统时间同步精度小于1微秒,实现数据的0丢失,以及链路损坏时50毫秒内通信恢复,单点通信故障能够无感恢复。”张晓宇表示。

02

实时操作系统+SOA软硬解耦

长安SDA的操作系统层也同样强调实时性,采用自研的RTDriveOS智能驾驶操作系统。

RTOS(Real-Time Operating System)即实时操作系统。与通用的分时操作系统(Linux、Windows、Unix等)相比,严格按照优先级来分配CPU时间,其正确性需要同时满足系统计算的逻辑结果和逻辑产生的时间。

换而言之,在智能/自动驾驶系统工作时,该操作系统的着力点在于在正确的时间,将正确的指令发送给正确的执行器。毕竟没有人希望在碰撞发生后,车辆才紧急制动。

张晓宇表示:RTDriveOS主要由虚拟化引擎、性能域、实时域、抽象层、中间件等组成。

可实现单CPU模拟多CPU,允许一个平台同时运行多个操作系统,虚拟化算力损耗控制在3%以下,实现硬件资源的安全共享;

持兼容Linux生态;系统响应时间小于5微秒;屏蔽3种以上的操作系统接口差异,屏蔽50种以上的硬件接口差异,在支持驾驶应用的软硬解耦,实现部分硬件可插拔替换。

在集成化、高实时性的软硬件电子电气网络架构上,长安SDA的中间件和应用层进行了软硬解耦的SOA化。

在应用层,BotStudio将整车传感、执行应用抽象化为可自由组合的原子化服务,并打造标准化接口供开发者调用服务。

长安官方表示,目前SDA架构已经实现超1000项服务化接口可调试,建立了一套可复制、可移植的标准体系,新功能开发效率提升30%以上。

软硬解耦是软件定义汽车的核心技术支撑,包括上汽、长城、吉利在内的国内外车企都在该领域投入研发力量,以期掌握智能化的核心Know how。

而SOA过程中如何确定原子级服务的颗粒度将考验每家对未来新型汽车形态的前瞻定义和软件实现能力。

CD701在一定程度上展示了长安对“软件定义汽车”下,新形式汽车的预想。

CD701将车内空间分为前舱、后舱、扩展舱,营造出“一室”“一厅”“一露台”的空间格局。

“一室”是与用户的驾车、休息、工作等行为习惯深度融合的智慧移动空间;“一厅”可将两个长凳布局转换为转换为电影院模式,座椅达成零重力放松,使用户包覆在温和的浅色调中,享受彻底的放松与休闲。“一露台”则可通过与车顶、车后等外部空间的联通,配合生态化的功能模组后装和迭代服务,提供多样的户外休闲场景组合与变化,用户可以将它变为床车、桌游区、夜店等。

03

云端算力中心+硬件通用平台

“长安汽车的SDA软件驱动架构实现了‘三大目标’:集中化的电子电气架构、服务化的软件架构和标准化、抽象化的硬件架构。”长安汽车总裁王俊在发布会上表示:“未来SDA架构还将实现“两大预期”:全生命周期的持续服务;实现端云一体的自我进化。”

具体而言,全生命周期服务指基于智能汽车实现新的汽车商业模式,包括内容运营、主动服务等数字化产品,贯穿车辆“买卖用修服”的全生命周期;

端云一体化则指车端和云端的算力协同。长安设想在标准化架构下,大规模的智能汽车车端算力可形成算力池,从而使车企同时有可能成为算力供应商;另一方面,云端算力则将通过车端数据驱动,实现各类算法、应用的迭代更新。

持续服务和自我进化,将建立在车端硬件的高通用性,和云端数据中心这两大“基建”之上。

长安计划推动SDA未来在机械和能源层的硬件通用率达到80%以上,而电子电气架构、操作系统、应用软件和云端大数据层的平台化则达到90%以上。

硬件高度通用的平台化不仅将帮助车企实现规模经济,同时在智能化时代也意味着车辆收集到更多标准的车内外感知数据,从而形成“数据规模优势”。

长安正在打造行业领先的算力中心,具备千万级车辆接入能力,日均处理数据可达100亿条。

04

SDA所支撑的长安未来

“这5年的最大成果,便是SDA架构。”4月的长安新能源技术分享会上,长安新能源汽车科技有限公司CEO邓承浩这样说道:SDA包括EPA0、EPA1和EPA2三大车型平台。

其中已经上市的深蓝03和即将于明年1季度推出的跨界SUV车型C673出自EPA1;糯玉米则应用EPA0平台;而介于皮卡和SUV之间的新汽车CD701是否就出自EPA2平台,目前还不得而知。

邓承浩表示,EPA1是长安新能源的核心产品阵地,也是深蓝的主要发力区间,瞄准15-30万元价位新能源市场。目前,深蓝在手订单达到4万辆。

按照长安的计划,在2025年前将推出30余款智能网联产品。为此,长安在内部对“香格里拉和北斗天枢”计划持续投入。

自2017年启动第三次创业,长安自主板块累计研发投入231.72亿元。2022年上半年自主板块(不含新能源)研发投入25.35亿元(费用化率76%),同比增长29.34%。其中,软件+智能化投入,总额3.31亿元,同比增加125%,占总研发投入13.1%,保障APA7.0、SDA架构等落地。

不过这一研发投入规模相比其它自主头部及自主合资汽车集团动辄10年千亿的投入来说,并不算非常多。其智能化产品的产出另一方面则源自长安的开放态度。

长安是最早采用地平线征程3的中国车企之一,UNI-T的智能驾驶能力便是通过长安与地平线的深度协同建立起来。此后UNI-V的智能驾驶能力则绝大部分源自长安的自主能力。

上半年,高单价的UNI系列和CS7555系列在长安自主品牌中的销量占比增长了10%,带动长安乘用车整体价格增长3%,10万元以上车型占比达到70%。

目前SDA架构下智能座舱所采用的系统为梧桐车联,其是长安与腾讯的合作产物。

阿维塔作为华为HI模式的三个席位之一,长安还拉上了宁德时代参股。今年年底,阿维塔的销售服务网络将覆盖全国110个城市,华为门店也将进入阿维塔的销售渠道。

长安希望2025年自主品牌总体销量达到300万辆,新能源占比35%(105万辆),其中深蓝5款车型销量达到70万辆;2030年整体销量达到450万辆,新能源占比60%(270万辆),深蓝达到7款产品,100万辆的规模。

本文由 电动汽车观察家 作者:朱, 世耘 发表,其版权均为 电动汽车观察家 所有,文章内容系作者个人观点,不代表 电动汽车观察家 对观点赞同或支持。如需转载,请注明文章来源。
3