【2021世界智能网联汽车大会】Arm Chet Babla ​：软件定义汽车及其生态系统

9月25日至28日，2021世界智能网联汽车大会在北京召开。本届大会围绕产业再造、融合应用、和合共生三个篇章展开，设有开幕式、主论坛，以及7场主题峰会、6个特色专场和2场闭门会，共邀请包括1位图灵奖国际专家、7位国内外院士、近150位国际国内智能网联汽车及ICT领域专家、企业家参与演讲探讨。以下是Arm汽车业务副总裁Chet Babla 的演讲实录，供参考。

图为：Arm汽车业务副总裁Chet Babla

演讲内容：

大家好，感谢大家邀请我参加今天这场久负盛名的会议。我是Chet Babla，现任Arm汽车业务的副总裁。

请让我简单介绍一下Arm，Arm是全球可授权半导体知识产权技术的领导者，在支持汽车市场领域Arm已经深耕超过25年。事实上所有排名前15位的汽车芯片公司，都被授权使用Arm的知识产权专利，在信息娱乐应用处理器中Arm解决方案的占比超过85%，在ADAS应用处理器中占比超过55%。正如你所见汽车市场对Arm来说非常重要，当今汽车行业正处于令人激动的创新时期，车辆动力系统正在部分或全部实现电动化，从而满足排放法规的要求。

消费者需要能够吸引他们眼球，且能让其感到身临其境的沉浸式车载体验，驾驶员、乘客和其他道路使用者的安全正成为政府和车厂关注的焦点，与此同时，部署更高水平自动化驾驶的机会越来越多，通过将车辆连接到云端和本地基础设施创新将得到加强，车辆也变得越来越智能。与智能网联汽车发展趋势平行的，是当今汽车市场的一些其他关键领域的颠覆。

首先我们来看电子架构，从单个电子控制单元发展到使用中央处理器、图形处理器、图像信号处理和机器学习相结合的更集中的计算。接下来，车厂正在研究基于云开发方法的优势，这种方法已经改变了基础设施和数据中心领域，我们还看到传统的汽车价值链发生了巨大的变化——从由技术供应商、芯片供应商、一级供应商，以及车厂组成的线性供应链，到更加多样化和分布式的供应链，车厂和一级供应商更积极地推动其技术需求的发展。

例如，大众曾公布其目标是到2025年开发60%的内部软件，他们甚至希望拥有芯片设计专利，云服务提供商和软件供应商，现在对最终解决方案和整体用户体验越来越重要。芯片供应商需要解决这些复杂的计算架构，同时最大限度地降低软件开发成本

随着价值链的发展，基于服务货币化的新机遇也已出现。作为消费者我们现在期待更多围绕电动化动力系统，能够让用户获得的沉浸式数字体验、功能安全的能力及可选项，这些行业转型正让软件复杂性大幅增加。这些软件需要在车辆的整个生命周期中进行开发、管理、部署和更新，采用软件定义汽车的方法，正可以解决这一日益增长的软件复杂性的挑战。

但什么是“软件定义”简单来说就是通过软件控制来实现特定的功能和能力，通常的特征是以抽象底层硬件来实现软件的可移植性，但软件仍然需要了解硬件的功能和局限性，软件在整个产品生命周期中的简单无缝的可更新性和可管理性，也是软件定义的一个关键特性。

最后，基于云开发和部署技术加速了软件定义，为什么这对汽车行业来说很重要，您可以在右侧看到对一些利益相关者的益处——我不会介绍所有的好处，但我要强调其中几点。一些车厂和一级供应商，可以通过利用基于云的规模效应，软件重用和跨平台的可移植性来提高业务效率，根据最近的一项分析预计通过采用软件定义的方法，车厂每辆大排量汽车的终身利润率最多将提高 2600 美元。芯片和软件供应商可以将资源集中产生下游价值，而不是将资源浪费在无差别的软件上，消费者还可以享受更好的车辆使用体验。

例如按需定制娱乐系统，或添加新的驾驶员辅助功能，但是如果要确保软件定义的未来，则需要满足几个要求。首先，经过Arm，与车厂和一级供应商的交流，他们告诉我们供应链灵活性的关键点是，跨芯片硬件的软件可移植性，其次，基于云的方法是扩展软件开发，进而压缩和加速软件生命周期的关键。第三，虽然容器和编排器是关键的云技术，但它们现在仍不具备实时性或考虑汽车需要的功能安全，——它们还不具备混合关键功能的能力。最后，如果没有开放的标准，该行业就无法实现规模效益，Arm认为，一个具有实时性和功能安全性的，通用软件开发框架有助于满足这些需求，从而实现软件定义的汽车日益增加的软件复杂性。

工作负载将在整个软件生命周期中在汽车端和云端之间移动，如图所示，汽车工作负载需要，具有特定功能的专业计算

如可扩展性，——利用异构计算跨越不同的功能，功耗效率——在不影响散热限制和电动汽车电池续航里程的情况下保持性能，关键的实时能力和功能安全能力，及针对网络危害的强大信息安全特性，这些都是Arm如今能够提供的技术优势，这也是我们计算架构领先的原因，现在，通过将基于云的方法引入汽车领域，可以简化软件复杂性和生命周期管理，工作负载编排、持续集成和持续交付（CI/CD），虚拟化和容器，以及虚拟硬件建模等云技术，已经改变了基础设施应用程序的软件开发，这些云技术也可以被用于汽车的工作负载，让我们进一步了解基于云的开发概念

以及它们是如何与汽车市场相关联的。

我们先从车辆方面聊起，正如我之前提到的，将车辆电子架构整合到区域化和中央化计算中，让一系列应用程序能够在通用硬件平台上运行，在此示例中，信息娱乐应用程序和驾驶员辅助功能，可以在同一个硬件平台上运行，为了提高开发效率和规模这些应用程序在云端开发，并作为容器部署到车辆上，编排器确保为这些在通用硬件上运行的容器，分配专用内存和 IO 资源

编排器、持续集成和持续交付等云技术概念，在汽车行业极为适用，为了确保在云端开发的汽车工作负载，能够无缝地部署到车辆上云环境必须了解车辆的实时性、安全能力和局限性，Arm通过一项名为SOAFEE的计划开发了，实现所有从云端到车辆端挑战的标准化方式，SOAFEE代表面向嵌入式边缘的可扩展开放架构。这是一项由特别兴趣小组领导的，开放式行业计划旨在将基于云的软件开发扩展到汽车领域，SOAFEE包含三个关键要素，

首先，它是一个软件架构，它支持云概念，如具有汽车安全性和实时性的容器和编排，第二，它是一个开源参考软件栈。第三，它有一个参考硬件，让合作伙伴能够进行早期的汽车工作负载探索、开发和原型设计，SOAFEE以Cassini和SystemReady项目为基础，Arm在2年前成功推出了这两个项目，从而解决在基础设施领域。云端到边缘的软件和安全挑战，SOAFEE通过增加实时性和功能安全，将这些概念扩展到汽车领域，我们相信，SOAFEE计划将有助于加速软件定义汽车的发展，并欢迎中国汽车行业的朋友，通过特别兴趣小组进行合作。

现在，Arm是一家负责行业核心技术和架构的公司，因此我们在推动行业合作方面，具有独特的地位，我很高兴与大家分享，

在这场软件定义之旅中，与 Arm 保持一致的一些合作伙伴。事实上，其中许多合作伙伴已经开始为SOAFEE框架作出贡献。如大家所见，我们的合作伙伴非常之多，包括许多车厂、一级供应商，云服务提供商以及软件和芯片供应商，来自整个供应链的支持是对我们在解决软件定义车辆方面所面临挑战的认可，业界也认为软件定义的未来，能够带来的机遇。

虽然我们正在迈向软件定义的未来，但这并不意味着硬件不重要，硬件仍非常重要，需要可扩展的计算，并以节能的方式实现，针对不同汽车工作负载的处理能力，如果系统发生故障或受到网络攻击，功能安全与信息安全以及实时响应的结合，对于避免损害风险或潜在致命后果而言是至关重要。我们不能低估功能安全，在汽车应用中的重要性，让我们更详细地讨论一下这个问题，功能安全是当今汽车系统的一个关键要素，可以避免因故障

而对所有道路使用者造成伤害的风险，汽车行业相关的功能安全标准是ISO26262，它定义了适用于不同用例的不同安全级别，ASIL A 是故障影响或风险最低的安全要求，ASIL安全等级从A级向上递增。对应于更大的故障风险或影响，ASIL D则是最高级别的安全要求，汽车的自动转向需要ASIL D等级，而数字仪表盘可能仅需要达到ASIL B级。

Arm在安全方面投入了大量资金，我们的Safety Ready计划，结合了Arm IP、软件工具，安全文档和庞大的合作伙伴生态系统，从而帮助该行业更快地将更安全的硬件解决方案推向市场，正如我在介绍中所提到的，25 年来，Arm一直通过新的 IP 技术，为汽车领域的合作伙伴提供支持。最近，我们推出了新的AE（汽车增强型）CPU、GPU和ISP 等IP产品，从而专门满足汽车需求，Cortex-A78AE是我们性能最高的安全CPU，现在包括新的混合模式安全功能。Mali-G78AE是我们第一款支持ASIL B的安全GPU，具有新的灵活分区功能，Mali-C71AE图像信号处理器集成了支持ASIL B安全的内置功能，这些新处理器得到了，一系列专用软件和工具、物理IP和系统IP的补充，当然还有我们庞大的合作伙伴生态系统的支持，让我们更深入地了解这些新IP的更多细节，Cortex-A78AE是我们最新的安全CPU。其性能比其前身A76AE提升了30%，非常适合数字驾驶舱和驾驶员辅助系统的计算需求。

Cortex-A78AE支持实现，ASIL D和ASIL B安全的功能，我们在2018年推出的Split-Lock（分核-锁步）安全功能，已通过新的混合模式，在 Cortex-A78AE 中得到增强，专门针对ASIL-B应用。并确保即使在处理ASIL-B应用时，也能保持性能，Mali是全球领先的GPU，Mali-G78AE是Arm首款支持功能安全的GPU，可以帮助我们的合作伙伴满足ASIL B要求，Mali-G78AE中的安全功能。

允许将GPU资源用于安全的人机界面或用于自动化系统所需的通用计算，Arm已经在我们当前的GPU中实现了虚拟化，允许不同的应用程序进行时间共享，凭借Mali-G78AE，我们的新硬件灵活分区功能实现了飞跃，支持多达4个完全独立的硬件分区。从而实现工作负载分离，这种分区功能让不需要安全性的娱乐系统和导航应用程序，能够与具有ASIL B要求的仪表和驾驶员监控功能同时运行。

如右图所示。我们拥有具有 ASIL B 安全能力的，Mali-C71AE 图像信号处理器，汽车视觉系统将需要，在广泛的光照条件下运行，并配备多种传感器，Mali-C71AE可支持4台实时摄像头，或16台缓存摄像头，每秒可提供1.2千兆像素的吞吐量，这里的关键是不是每个摄像头都有一个ISP，而是一个ISP可重复用于各种摄像头，并且可以在不同模式下使用，我们对Mali-C71AE，将部署在汽车领域的各种视觉应用中，感到非常兴奋，包括ADAS的前视和用于安全停车的环视。

我今天讨论的三种Arm IP技术，扩展了Arm AE产品组合的广度和功能，带来了部署的可扩展性和计算元素的灵活，所有这些都以功能安全为基础，与现有和未来的Arm IP一起，我们让Arm合作伙伴，能够将广泛的汽车用例推向市场，从单核摄像头模块扩展到大型自动驾驶系统，那么，所有这些对这个行业意味着什么呢？SOAFEE标准和框架与Arm提供的具有实时性，和安全性的汽车硬件IP的结合，将使汽车软件和系统开发，实现难以置信的加速，这就是所谓的“左移”在传统开发周期中，通常应用软件的开发，必须等到芯片和模块可用之后。但是，通过采用基于云的技术，明确采用我介绍的开放式SOAFEE框架，我们的汽车合作伙伴将能够在车辆开发周期中更早地开始工作，并且工作速度更快、效率更高，采用基于云的方法还有另一个好处，

能够在车辆售后也能更新软件和功能，而不是将车辆强制召回工厂或经销商，这为行业节约了大量成本，并给消费者提供了便利

当然，云原生将为车厂和云服务提供商提供多个新的，基于直接面向消费者服务的货币化机会。

这种“左移”将节约大量的时间——通过与合作伙伴的讨论，预计可以节省 6 到 12 个月的开发时间，而这真的很重要汽车行业正处于历史转折点，智能网联汽车是移动出行的未来，多种宏观趋势促成了计算架构，和软件开发的巨大复杂性和对其需求，软件定义在解决许多这方面挑战时，具有巨大的潜力。

同时还能提高创新、业务效率，新的货币化机会和更好的消费者体验。

我们相信通过Arm提供的创新性车用IP，以及我介绍的SOAFEE框架，这个行业能够改变软件定义的移动化未来，我们也欢迎中国的汽车生态系统伙伴，在SOAFEE倡议中进行合作，感谢大家百忙之中聆听我的报告，希望大家在本次会议都有所收获。

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