當前,汽車電子電氣架構從分布式向集中式、區域式轉型,硬件集成難度降低,但復雜度全面轉移至軟件層面,中間件、軟件集成驗證等領域市場規模持續增長。汽車軟件兼具云軟件的迭代需求與芯片行業的高可靠性要求,智駕功能、整車控制功能向中央計算平臺上移后,多芯片、多ECU協同帶來嚴苛的端到端時延、任務調度難題。傳統依賴人工試錯、經驗調優的模式效率低下,新增功能極易打亂原有系統運行,已無法適配行業發展。
2026年6月17日,TrustMotion中國總經理夏青青在蓋世汽車第九屆智能駕駛與出海大會上表示,針對行業痛點,TrustMotion通過形式化定義、自動化部署、全維度驗證三步,替代傳統測試迭代模式,有效縮減集成驗證周期、提升OTA部署可靠性。其核心產品MotionWise及模塊化組件MotionWise Schedule,可實現整車跨系統確定性調度與通信,在高低負載場景下均能穩定控制時延與抖動,保障功能安全與實時性。
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夏青青|TrustMotion中國總經理
以下為演講內容整理:
E/E架構變革:復雜度從硬件轉向軟件
過去十年間,汽車行業的電子電氣架構經歷了深刻變革。最初,一個電子控制單元通常只承載單一功能;而現在,多個電子控制單元的功能被集成到一個高性能芯片上,實現了功能的集中化。這一轉變的背后驅動力,一方面是微控制器和系統級芯片的性能大幅提升,使得承載更多功能成為可能;另一方面則是軟件定義功能的興起,讓終端用戶可以更快地享受到創新的功能和持續的迭代更新。
多個電子控制單元的整合使得硬件架構本身趨于簡化,硬件的集成難度相比以往有所降低。然而,整車的開發復雜度并未因此減少,實際上,它只是從硬件集成轉移到了軟件集成。中間件作為承上啟下的關鍵層,其重要性日益凸顯。根據市場預測,到2035年,中間件市場的份額增長率將僅次于智能輔助駕駛領域。與此同時,行業需要在軟件開發上投入更多資源,而對集成、驗證和測試的投入增長更為顯著。這表明,軟件開發本身就是一項挑戰,而如何讓這些復雜的軟件協同工作,更是必須面對的另一大挑戰。
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圖源:演講嘉賓素材
汽車軟件的獨特性:兼顧創新與安全
云服務領域的軟件部署已相當成熟,能夠實現大規模復雜軟件的快速迭代和在線升級。芯片設計領域則強調首次即正確,因試錯成本極高,必須在流片前反復驗證。汽車軟件恰恰介于兩者之間。一方面,需要通過持續的軟件更新為用戶帶來創新的功能和體驗;另一方面,汽車作為出行工具,必須保證其安全可靠。因此,汽車行業需要找到一套方法,既能保持快速的更新迭代,又能保障系統的可靠性與實時性。
以智能輔助駕駛為例,過去算力是瓶頸,但現在系統級芯片的算力越來越強,甚至在芯片內部集成了安全島、中央處理器、圖形處理器及各類硬件加速器。硬件架構的整合并不意味著端到端實時性和時延問題的消失。不同類型的處理器(如M核、A核、AI加速器、GPU)之間仍需協同工作,從傳感器到執行器的整個鏈條上,實時性和確定性依然是必須保證的核心指標。即使采用端到端的人工智能模型,也無法完全消除系統復雜性。人工智能模型運行時仍需要中央處理器、圖形處理器和AI加速器的協同,并且它需要與車控、在線升級、功能安全監控、網絡安全機制、操作系統、中間件等其他功能在同一系統上協同工作。這本質上仍是多個操作系統、多種功能以及不同類型芯片之間的協同與部署問題。
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圖源:演講嘉賓素材
車控功能上移的挑戰
另一個典型案例是車輛控制單元的功能遷移。傳統上,車輛控制單元有自己的獨立電子控制單元。現在,其功能已被集成到區域控制器上。下一步,行業正在探索將車輛控制單元功能進一步上移至中央計算單元,從而可以使用性能更低、成本也更低的微控制器來替代區域控制器上的高性能微控制器,實現降本。車輛控制單元包含眾多與實時性和功能安全緊密相關的任務,例如踏板處理、扭矩仲裁、制動協調等。無論車輛控制單元位于區域控制器還是中央計算單元,都必須保證從傳感器到執行器的端到端延遲在10毫秒以內。在分布式系統中,這種端到端的延遲需要跨越中央計算單元、區域控制器以及底層的CAN總線信號等多層結構,這對系統的實時性和確定性提出了極高的要求。
“Correct by Design”:應對復雜性的系統性方法
當前,工程實踐中通常依賴工程師的經驗來解決上述問題。工程師根據經驗為應用程序分配優先級、分配資源、選擇調度策略,然后在測試過程中發現問題后,再憑經驗重新調整配置并測試。這種“試錯法”或“Correct by Testing”的方式,高度依賴工程師的個人經驗,且時間不可預測。更棘手的是,當系統已經調試到穩定狀態,一旦新增一個功能迭代,就需要人工重新對整個系統進行配置,整個過程耗時費力。
為解決這一問題,TrustMotion提出了“Correct by Design”的系統性方法。該方法包含三個步驟:
第一步是形式化輸入。將系統的各項邊界條件準備好,例如有多少個電子控制單元、多少個芯片、每個芯片有多少個核、每個應用程序的執行時間是多少、端到端計算鏈的時延要求是什么等。
第二步是自動化。利用先進的工具和算法,根據第一步輸入的系統邊界條件,自動生成可直接部署到嵌入式系統中的配置文件。
第三步是驗證。通過自動化生成的部署方案,能夠確保從一開始就滿足所有的約束條件,從而將傳統的人工、手工操作轉為自動化,將“Correct by Testing”轉變為“Correct by Design”。
這種方法為整車廠帶來了諸多益處。它顯著降低了集成和驗證測試的時間,加快了產品上市速度。同時,由于工具可以自動快速地生成新的部署文件和方法,也提升了在線升級的效率和可靠性。更重要的是,在設計前期,就能通過工具驗證整個系統是否滿足時間和功能安全的需求。
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圖源:演講嘉賓素材
MotionWise:實現整車級軟件安全部署
TrustMotion的核心產品是MotionWise,這是一款專注于軟件安全部署的中間件平臺。其設計理念是,未來的軟件管理不應局限于單一的操作系統、芯片或電子控制單元,而應是一種能夠支撐跨操作系統、跨芯片乃至跨電子控制單元的整車級軟件部署方案。MotionWise提供跨系統的確定性調度軟件、確定性通訊,以及整車級別的端到端實時性和確定性保障。近年來,TrustMotion將MotionWise平臺進行模塊化和產品化,推出了模塊化的調度、通訊、DDS等產品。客戶可以根據具體的使用場景和技術需求,靈活選擇模塊化產品及其組合,以滿足實際量產需求。
MotionWise Schedule是該平臺的首個模塊化產品。它遵循“Correct by Design”的理念。系統工程師將系統邊界條件輸入MotionWise Creator工具后,工具會自動生成調度表和調度器,并部署到嵌入式端。MotionWise Schedule并非進行單點優化,而是實現跨系統、跨操作系統、跨電子控制單元的整車級調度,以保證跨系統間的實時性、軟件協同以及端到端時延要求。
在一個智能輔助駕駛的實際案例中,當交通狀況正常、中央處理器負載較低時,有無MotionWise Schedule的差異不大。但當交通流量大、中央處理器負載升高時,沒有MotionWise Schedule的系統其時延會超出要求,抖動也超過100%;而搭載了MotionWise Schedule的系統,無論在何種負載下,都能滿足時延和計算鏈路徑的需求,并將抖動維持在較低水平。這說明,在中央計算平臺上,當多個功能集中在同一芯片或操作系統上,中央處理器負載上下浮動時,MotionWise Schedule能夠有效保證關鍵路徑和實時任務的安全與性能。
未來展望與挑戰
軟件部署已成為軟件定義汽車時代最為關鍵且艱巨的挑戰。傳統的人工方法已無法適應日益復雜的軟件系統發展趨勢。TrustMotion認為,“Correct by Design”是一種值得借鑒的思路,通過自動化的方法來提高軟件部署和量產的效率。正如TrustMotion所強調的,軟件定義汽車時代的贏家,不僅是那些能開發出更好軟件或更好人工智能的企業,更是那些能夠安全、可預測、大規模地部署復雜軟件系統的企業。未來,如何將這一理念更深入地融入到整車開發流程中,將是整個行業共同面對的課題。
(以上內容來自TrustMotion中國總經理夏青青于2026年6月17日-18日在第九屆智能駕駛與出海大會發表的《軟件定義汽車時代:軟件部署的新挑戰》主題演講。)
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