軟體定義車輛

軟體定義汽車是一種前沿的汽車概念，透過優先考慮軟體控制和適應性來重新定義傳統汽車。它利用先進的運算系統來管理和客製化關鍵的車輛功能，例如動力總成、懸吊和安全功能。透過車載和車外軟體進行集中控制，製造商獲得了前所未有的靈活性，可以遠端更新、優化和個性化車輛性能，從而增強用戶體驗並延長使用壽命。這種方法可以無縫整合人工智慧、連接性和自主功能等新興技術。

汽車製造商正在將重點轉向軟體定義車輛 (SDV)，因為其產品具有差異化優勢、透過遠端診斷和更新來提高營運效率，以及車輛能夠適應快速技術進步的未來需求。成功開發 SDV 需要預先進行架構決策，考慮軟體及其對硬體的影響以及感測器和執行器的各種介面。此外，製造商必須納入長期可擴展性，以實現遠端維護和升級。

汽車開放系統架構 AUTOSAR 是汽車相關各方的全球開發合作夥伴。AUTOSAR 開發合作夥伴關係的主要目標是透過標準化基本系統功能和功能接口，為汽車軟體平台提供領先的解決方案。該框架能夠高效開發嵌入式應用軟體，支援車輛系統開發中圍繞基本汽車功能的任務。Capital ® Embedded AR Classic ™是西門子 Xcelerator 產品組合的一部分，是實施 AUTOSAR 標準的軟體範例。它是一個完整的產品，包含工具和軟體，可滿足從 ECU 擷取更新到軟體平台配置的所有電子控制單元 (ECU) 平台需求。

汽車行業的軟體整合測試重點是驗證不同的軟體組件在整合到車輛的整體系統中時是否按預期協同工作。它確保各個子系統之間的無縫通訊和相容性。最有效的軟體整合測試包括模擬工具和虛擬環境，以模擬真實駕駛場景並測試整合軟體在不同條件下的行為。這種虛擬化允許進行全面的測試，而無需實體原型。軟體整合完成後，車輛必須在現實條件下進行廣泛的現場測試，以驗證效能、可靠性和使用者體驗。現場測試期間收集的資料使閉環回饋系統能夠幫助識別任何問題或需要改進的領域。西門子在 Capital 產品組合中提供以下經過驗證的測試解決方案，專為汽車產業打造：

• Capital Embedded Integrator AR Classic 是一款功能強大的解決方案，可用於完整配置 AUTOSAR 中介軟體組件。
• Capital Embedded Virtualizer AR Classic，ECU 被模擬，因此軟體測試是可控的，具有獨特的、非侵入性的追蹤以進行深入分析。
• Capital Embedded AR Classic 軟體是我們對 AUTOSAR Classic 平台的實作。
• 使用 Capital Network Designer 設計、驗證和確認透過標準協定（例如 CAN、CAN FD、LIN、FlexRay 和乙太網路（SOME/IP、TCP、UDP、DoIP、DDS））的軟體通訊。

驗證和確認對於設計軟體定義的車輛至關重要，以確保整合軟體正常運作、滿足效能標準並符合安全法規。驗證確認軟體是根據規格和設計要求建構的，而驗證則確保它滿足使用者需求並在現實條件下可靠運作。驗證和確認不充分或延遲可能會導致軟體錯誤、安全隱患和合規問題，可能導致召回和品牌聲譽受損。

西門子透過在聯合模擬場景中結合實際系統模型來協助驗證和確認，以驗證電氣和網路架構背景下的早期軟體架構假設。透過與跨多個工程領域的利害關係人進行持續評估，可以在進行特定領域的工程活動之前平衡重量、成本和功耗等權衡。然後，各個網域可以驗證功能介面、產生選項、驗證需求、確保網路安全並透過虛擬環境中的模擬來評估硬體和軟體決策。

隨著軟體的實施，西門子解決方案可以產生經過驗證和確認的 ECU 提取，以促進應用軟體與已配置 ECU 的基礎軟體整合。這使得工程師可以使用虛擬 ECU 和實際網路通訊資料即時測試應用軟體的執行情況。因此，工程師可以更快地開發複雜的軟體並向客戶提供高品質的產品。

據估計，當今道路上的半豪華或豪華車輛在任何給定時間都會執行超過 1 億行程式碼。確保在這種複雜的環境中提供完美的駕駛體驗需要數百個運算單元即時完美地工作。近年來，製造商越來越注重最佳化執行該硬體所需的軟體，並利用軟體和人工智慧 (AI) 等技術來使他們的產品脫穎而出。這種汽車開發方法被稱為軟體定義汽車，其中軟體正迅速成為汽車設計、生產、服務的關鍵，並充當收集消費者智慧資料的邊緣。軟體定義車輛與傳統車輛的主要差異如下：

• 控制：在軟體定義的車輛中，控制主要透過軟體系統進行管理，而在傳統汽車中，控制主要是機械性的，依賴槓桿、電纜和液壓系統等實體組件。
• 適應性：軟體定義的車輛可以透過軟體更新輕鬆遠端調整其功能，為使用者提供靈活性和客製化選項。傳統車輛缺乏這種適應性，通常需要進行物理修改才能更新。
• 新興科技的整合：軟體定義車輛無縫整合人工智慧 (AI)、連接性和自主功能等新興技術。如果不進行重大改造，傳統汽車可能不具備整合這些先進功能的基礎設施或相容性。
• 壽命和維護：由於其軟體驅動的性質，與傳統車輛相比，軟體定義的車輛可能具有更長的使用壽命，並且需要更少的維護頻率。它們允許遠端診斷和更新，使製造商能夠快速有效地解決問題，而傳統汽車可能需要更多的實際維護和維修。

對於汽車製造商來說，軟體定義的車輛具有以下優勢：

• 差異化與競爭優勢：軟體定義汽車透過提供由先進軟體系統驅動的獨特特性和功能，使汽車製造商能夠在競爭激烈的市場中脫穎而出。這種差異化有助於吸引客戶並維持行業競爭優勢。
• 開發效率：與傳統汽車相比，軟體定義車輛的開發和生產可以更有效率，因為軟體更新、錯誤修復和最佳化可以遠端實施，而不需要對車輛進行實體修改。這種簡化的流程可以減少製造商的開發時間和成本。
• 持續的收入來源：軟體定義的車輛使製造商能夠提供基於訂閱的服務和高級功能，從而在初始車輛銷售之外產生持續的收入流。這種持續的收入可以有助於汽車公司的獲利能力和長期永續發展。
• 連續的提高：軟體定義的車輛會產生大量有關車輛效能、使用者行為和駕駛模式的資料。汽車製造商可以利用這些資料來深入了解客戶偏好、改進產品開發並透過與第三方公司的資料貨幣化合作來創造收入。

對於駕駛員和乘客來說，軟體定義的車輛具有以下優勢：

• 靈活性和個性化：軟體定義的汽車為消費者提供了前所未有的靈活性，可以透過軟體更新客製化和個人化他們的駕駛體驗。他們可以遠端調整效能、舒適度和安全偏好的設置，從而提高車輛的整體滿意度。
• 安全便捷：軟體定義的車輛通常配備由軟體驅動的先進安全功能，例如防撞系統、自適應巡航控制和自動駕駛功能。這些功能可以顯著提高道路安全並為駕駛員提供更多便利。
• 延長使用壽命和轉售價值：接收無線軟體更新的能力使軟體定義的車輛保持最新的技術進步和效能最佳化。與可能很快就會過時的傳統車輛相比，這種功能可以延長車輛的使用壽命並提高其轉售價值。
• 即時診斷與維護：軟體定義的車輛可以對車輛系統進行即時診斷和遠端監控，使製造商能夠在潛在問題升級之前主動識別和解決問題。這種主動的維護方法可以減少消費者的停機時間和維修成本，讓消費者安心並獲得更順暢的擁有體驗。