2021年9月15-17日，“第三届世界新能源汽车大会”（WNEVC 2021）在海南国际会展中心盛大召开，由中国科学技术协会、海南省人民政府、科学技术部、工业和信息化部、生态环境部、住房和城乡建设部、交通运输部、国家市场监督管理总局、国家能源局共同主办。本次大会以“全面推进市场化、加速跨产业融合，携手实现碳中和”为主题，邀请全球各国政产学研各界代表展开研讨。

在9月17日下午举办的主题峰会“下一代电动化平台与电气架构”上，华为智能汽车解决方案BU架构设计与集成验证部部长蔡建永发表精彩演讲。

蔡建永分享了华为在智能汽车计算和通信架构方面的思考和未来的发展方向。他指出，为应对智能汽车配置、安全、监管法规、体验方面的挑战，华为BU架构设置了开放安全、分层解耦、灵活伸缩平滑演进、持续发布快速迭代四个目标。他认为面向未来的汽车架构是“基于区域接入集中计算架构”，架构的设计理念要以用户体验为中心，做到软件可升级、硬件可伸缩、安全可保证、商业可创新。

以下内容为现场演讲实录：

今天非常高兴能在这里跟大家探讨一下关于智能汽车的数字平台，在最近几年走向智能汽车转型上面，有一点百花齐放的感觉，基本上每一个有一点想法的公司都在构建自己的平台，每一个公司有自己的方向和战略，到底哪一个方向才是真正的代表未来的方向，带着这样的问题，华为智能汽车BU这边有自己的思考，跟大家一起探讨。今天我的演讲题目是智能汽车的计算和通信架构的思考。

我们看一下整个智能汽车有几大趋势，第一是所谓的配置，现在可以看到整个配置变得越来越丰富，组合越来越多，带宽越来越大，可以看到无论智能汽车硬件、还是外设、还是软件，软件平台，操作系统，中间件应用等等，都是变得越来越多，但是带来一个新的挑战，如何管理好软硬件组合的复杂度，平衡竞争力、质量、成本和E2E的效率，这是第一个挑战。

第二个挑战，整个从体验来讲，智能汽车消费者面对智能汽车的时候，消费者的体验需求是在持续增加的。为了做好一个智能汽车不仅需要考虑不同的消费者，有司机本人，还有自己的家人，朋友；同时还要考虑智能汽车各种场景，上下班场景，长途出行的场景，购物的场景，甚至还有自己开着新车用一些新功能高光时刻的场景；此外触点越来越多，这个车从远程开车开空调开始，到最后进入使用车，离开车，最后到车的升级维护等等，都有大量的需求，所以可以看到第一点用户体验需求在持续增加的。第二可以看到我们的消费者受到了先进造车势力的影响，比如特斯拉的影响，他的期望也是越来越高的。同时可以看到我们的使用者在使用消费类产品的时候，使用手机、Pad和电脑的时候也把这样的消费习惯带到智能汽车里，用户体验预期不断上升。反过来看，OEM未来实现车的口碑的传播，因为这个车销售给用户之后客户的体验在不断下降，但是智能车不一样，可以升级，体验可以越来越好，这样可以构建车企品牌的黏性，也可以构建新的商业模式实现可持续的发展。

另外我们可以看到从监管法规看，整个监管和法规要求智能汽车能够及时修复漏洞，智能汽车因为外设的风控和代码的增加，有两大冲击。第一个，整个智能汽车的攻击面非常多，我们可以看到物理接口有蜂窝移动、蓝牙、Wifi和USB等等都会成为攻击的入口，同时智能汽车研发、生产、供应、制造、销售每一个节点都可能给黑客们一个攻击的机会，流程上有很多的攻击的点。智能汽车因为代码增加，不少的代码是开源代码，存在很多的漏洞，这些漏洞怎么可以及时修复，怎么发现漏洞后及时打上补丁，也是一个非常大的挑战。从全球的监管和法规的趋势看，我们可以看到越来越多的国家制定各种要求，未来两到三年会密集实施包括功能安全，域的安全和网络安全、隐私保护相关的法律，监管会从信息安全，转向网络安全，从体制内转向全社会，从被动防御转向主动防御。这带来一个新的挑战，智能汽车如何构建整车级安全机制确保真正让监管机构放心的。

智能汽车有两个安全问题，功能安全方面，一个是协同控制，转向制动和车辆控制之间的协同，和智能驾驶的协同，版本兼容之间，软件功能失效和降级，还有硬件，会造成六大功能安全的风险。同时还有八大网络安全的风险，网络安全来看我们看到有万物互联增加的攻击面，还有大数据的风险，隐私保护的风险，有12到18年生命周期的风险，传统的防护手段会失效风险，产业追溯能力带来的不足，OEM安全能力不足，安全漏洞指数增长等等8大风险。但是智能汽车如果行驶在路上，如果机器驾驶之后，受到网络攻击，两者耦合起来，这个车很有可能发生不可预计的问题，造成人身伤害、公共安全的伤害。第四个挑战如何让智能汽车让消费者、让OEM放心。

要解决智能汽车带来的以上四大挑战，从架构角度看要实现四个关键目标：第一是从接入角度看需要保证架构的开放和接入设备的安全性，开放性表现为接入多样化新的传感器、执行器，新的计算平台，同时对老的ECU兼容。安全性表现为确保完善的网络安全、隐私保护和功能安全。从解耦的视角看，我们需要考虑如何解耦提高复用性，无论上层应用软件、功能软件，还是底层的传感器和执行器，必须保证它能够解开，这样一次开发，面向一个车型，一个平台，一个车企开发的软件和传感器，或者相应的传感器、执行器可以在跨车型跨平台甚至跨车企复用，提高效率。从组网和可持续演进的视角看，架构可灵活伸缩，可以覆盖低端车辆和高端车辆，按需配置这是非常重要的一个目标。另外我们可以看到要可以实现平滑演进，充分面向未来，支持不同智能驾驶等级的演进。最后一个是从持续构建能力来看，智能汽车应该是持续演化，持续进化，如何构建整车级的持续构建能力和整车级的仿真能力，用户体验的需求以月为单位进行发布，漏洞和补丁的修补以周为单位修复。

我们看一下智能汽车架构的过去时进行时和未来时，可以看到之前是以分布式架构为主，基于很多的ECU，以功能软件为单位的架构。该架构主要特征是I/O和ECU是耦合的，这里有一个非常让人讨厌的东西-通信矩阵。每次调整这个要调整通信矩阵，要协调通信矩阵的两端，协调下来效率非常低，时间非常长，整个架构调整非常缓慢，以年为单位。做一个新的架构通常需要两到三年，快速开发的能力基本没有，安全性很弱，每一个ECU不可能实现非常完善非常丰富的网络安全能力。当前主流是基于域控制器，中央网关这样的架构。可以看到架构的调整相对来说会变得比较简单，在域控制器内部调整相应的软件比较简单，如果在域控制间调整架构会带来一些新问题，开放性也相对一般，开放的速度居于中间，然后域控制器领域安全性可以进一步加强，整车设备管理基本很弱，基本各自为战。面向未来2025年国际的主流车厂推出的“基于区域接入集中计算架构”，在区域上可以看到我们所谓的VIU上面完成了所有的传感器、执行器的抽象接入，架构软硬件解耦很彻底，一旦稳定之后，调整新的架构，外设不够要增加新的设备和算力非常简单，架构调整效率非常高，基本按照季来调整，因为整个架构是建在服务化的基础上的，在上层应用的开发可以非常快地对已有服务进行开发。安全性无论接入点上还是中央计算上都可以有非常好的布置安全防护能力，所以整个车的安全能力可以做到非常好，因为统一接入所有的设备包括传感器执行器，包括ECU，包括中央计算单元是可视可管的，未来智能汽车一定有一个设备管理器，可以管到每一个设备单元，可以知道每一个单元的耗电和运行情况等等。

为了实现这样一个目标架构，我们有未来智能汽车的六层建议，不具体展开了，刚刚长安的老总这边讲了六层架构，底层机械层到第二层高压层，到上面计算通讯层，软件平台，应用软件，云服务。我们认为如果汽车服务于人的出行，面向智能汽车可持续的架构，要以人为本，要围绕用户体验进行持续创新，实现四大关键能力。第一个能力是软件做到可升级，要做到跨车型跨平台，跨车企的通用，持续发布，这样减少浪费，同时做大生态，使得我们整个中国的汽车产业从汽车的大国变成真正的强国。第二个硬件做到可伸缩可扩展，传感器要即插即用，面向智能汽车自动驾驶的算力在持续不停进化，这时候如何让架构支撑算力可持续扩展非常重要。第三个安全要可保证，要构建整车级的数据安全和纵深防御系统，未来架构上首先要支持安全，在未来真正实现这样的架构。最后智能汽车架构平台要支撑商业模式的可创新，让车真正成为可持续的可保值增值平台，在全生命周期内投资回报实现最优，在这个架构平台上无论平台提供商、车企、供应商、消费者都可以在架构上实现共赢。

下面再讲一下具体的架构的分层的实现，我们可以看到要实现软件的可升级，硬件的可伸缩，安全的可保证，我们面向智能汽车进行可持续进化，首先第一层，硬件驱动要标准化，实现对所有的I/O设备的驱动，这里的抽象硬件的驱动，首先是建在抽象基础上的，涉及到对相应的原子设备，车里的CAN和LIN通讯，包括一些驱动进行抽象，对相应的车里关键的硬件，比如座椅、车门、车窗、尾门、天窗、毫米波等等进行硬件的抽象。第二层是区域接入硬件层，包含区域接入的网关，涉及智能驾驶的硬件和智能座舱的硬件和智能车控的硬件，针对不同的领域，针对车控领域功能安全非常好，算力比较好，实时要求很高，对智能驾驶硬件算力更高，可靠性要求很高，对于娱乐性硬件相对来说功能安全比较低。第三基础框架技术操作系统。第四层标准化整车服务，原子服务，基于这个原子服务可以看到要定义针对车的动力学控制，刚刚很多专家谈到要有原子服务，针对车的能量管理和热管理，针对座椅尾门，包括驱动控制，辅助驾驶智能驾驶等等服务，定义为原子服务，是一个积木，所有的伙伴可以在原子服务基础上增强开发。第五层是应用和云服务层，OEM第三方快速定义用户体验，开发各种原生应用增值服务，满足用户个性化需求，这点商业模式非常重要，将来的软件一定是要付费的，而且可以面向单车收费。第六整车级开发套件，刚刚清华大学的老师提到很多的软件现在都不在中国自己手里面，我们可以看到未来的智能汽车需要网络级的配置需要运行环境的供应链，需要整车级服务建模和仿真，需要整车级的开发集成和验证的工具支撑智能汽车的开发。

智能汽车的网络配置有多种选择，一方面可以看到是用星型组网，左边可以看到星型组网是VIU直接连到VDC上，然后MDC和CDC，CDC是做娱乐域的，MDC是智能驾驶域的，VDC是车控的，然后连到云上，可以兼顾成本和安全，同时组网比较简单。同时如果我们考虑面向未来，可以用千兆以太网做环网组网，所有的传感器，所有的通讯链路，所有的计算，所有的供电，包括所有的传输，都是双冗余的，这是高可靠、高安全、高智能化。刚刚谈到如果MDC自动驾驶的控制器失效了，可以通过VDC，通过这个来进行备份，如果VDC失效可以通过VDU备份，整个系统被攻击的时候，在开车的时候发现CDC或者VDC被黑客攻破，可以强制把VDC关闭，可以让其他的接管，实现真正的自动驾驶。两种形式，星型组网可以适配成本比较敏感的车型，环型组网适配更高端的车型。

我们华为在中国汽车工业协会带领下，持续不断推动整个设备抽象和原子服务的定义。第一个是设备抽象，我们第一个目标是设备和端口进行解耦，屏蔽硬件功能实现和其他的差异，零部件厂家完全相应设备的驱动的实现。第二层目标是基础平台计算通讯架构，包括基础操作和基础软件框架，是基础平台来做的，基础平台提供商如果你有非常好的操作系统能力，有中间件的能力，任何零部件供应商也可以实现相应的基础平台，这个基础平台会提供整车基础运输环境框架操作系统。第三层是原子服务层，目标要实现原子服务和平台的解耦，提升软件的复用性，这是SDV工作组在联合化和标准化，基础平台供应商要负责实现和相应的基层。最后是应用和服务层，应用和服务解耦，使得应用快速开发，实现个性化千车千面的结果，建议OEM来主导，构建OEM差异化的竞争力。相应的原子服务和设备抽象，中汽协发布了软件定义汽车征集意见稿，欢迎各位零部件供应商加入相应的工作组一起来完善和增强相应的API。这是当前的现状，当前SDV工作组成员由22家扩展到45家，有车身控制类，有运动控制类，还有自动驾驶类的，还有9家集成交互验证的，20家联合在一起的，这些工作组在持续扩张加大，也欢迎大家的加入。

把数字世界带入每一辆车，这是华为的使命。谢谢大家。

（注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅）