1、目 錄 HYPERLINK l _TOC_250002 軟件定義汽車助力硬件生命周期延長，并帶動商業模式拓展 3 HYPERLINK l _TOC_250001 電子電器架構的集中化是軟件定義汽車的基礎 3分層的軟件架構是軟件定義汽車的重要條件 4 HYPERLINK l _TOC_250000 風險提示 9軟件定義汽車助力硬件生命周期延長，并帶動商業模式拓展軟件定義汽車是行業重要趨勢，其好處至少體現在兩個方面。1)軟件定義汽車的最大價值在于延長硬件的生命周期。所有 IT/ICT 滲透程度較高的產業都面臨高度同質化的問題，對于主機廠而言，實現功能和客戶體驗的差異化是至關重要的。在軟硬件耦合度較

2、高的階段，往往通過硬件迭代來實現功能迭代。軟硬件解耦之后，軟件功能的發布與更新不再需要依托硬件的發布和更新，硬件的更新頻率也就能隨之放緩，帶動成本下降。2)軟件定義汽車會帶動商業模式的拓展。目前特斯拉已經實現通過 FSD 選裝包、OTA 升級、高級車聯網服務等方式實現了軟件收入，實現了商業模式的拓展。電子電器架構的集中化是軟件定義汽車的基礎電子電器架構的集中化軟件定義汽車的基礎。在汽車 E/E 架構發展的前三個階段，E/E 架構是分布式的，各個階段之間更多是復雜程度和 ECU間協作程度上的差異。時至今日，每輛車分布著上百個 ECU，每個 ECU控制著車輛的不同功能，也有部分功能需要不同的 EC

3、U 共同協作。隨著功能越來越復雜，數量龐大的 ECU 對整車協同帶來了難度，軟件更新迭代也難以實現。要實現軟件定義汽車，首先需要實現電子電器架構由分布式向集中式的升級。圖 1：汽車 E/E 架構發展趨勢分布式域集中式中央集中式1st2nd3rdToday4thCentral Gateway域控制器5th車載資訊娛樂Central Gateway獨立ECU功能分離每個功能有各自的ECU- 域內ECU協作- 通過中央網關更強的- 控制域：主體/協助、協同底盤、動力、娛樂3-4個獨立工作網域內有限溝通跨功能聯系處理復雜功能的能力中央域控制器- 虛擬域解決更多復雜功- 有限的專用硬盤能的能力- 以太網

4、主干網功能融合- 高性能計算E/E架構Central Gateway代際架構主要特點數據來源：麥肯錫，國泰君安證券研究特斯拉在電子電器架構上的領先助力其最先實現 OTA。傳統的汽車采用 的是分布式的 ECU 架構，一個功能可能是由若干個零部件的 ECU 共同 實現的，在這種情況下，如果要實現 OTA 升級，就要同時對所涉及的節 點進行統一升級，升級時間很長，用戶體驗不好。而特斯拉采用了一種 新的電子電器架構，把原有的車身、底盤、安全系統等拆分到了中央計 算模塊(CCM)、左車身控制模塊(BCM LH)和右車身控制模塊(BCM RH)，使控制器盡可能地集中，僅僅保留負責外設的 ECU 維持分散布

5、置。在特 斯拉的域控制器架構中，每一個域都是由一個中央處理器來完成的，如 果需要升級某項功能，就只要升級對應的那個域控制器主板，從而使得 OTA 成為了可能。根據 Consumer Reports 的測評，OTA 幫助 Model3 解決了制動距離過長的問題，大幅提升了其剎車性能。分層的軟件架構是軟件定義汽車的重要條件 AUTOSAR(Automotive Open System Architecture)即汽車開放系統架構，是一種由各家主機廠、供應商以及研究機構共同參與的汽車電子合作開發框架。該框架源于 2003 年由 9 家主流主機廠、Tier1(寶馬、戴姆勒、福特、通用、PSA、豐田、大

6、眾、博世、大陸)成立的 AUTOSAR聯盟，目前該聯盟已經囊括了全球各大主機廠、Tier1、標準軟件供應商、開發工具和服務提供商、半導體供應商、高校和研究機構。特斯拉目前并沒有加入 AUTOSAR 聯盟，而是走自研路徑，前期投入較大。之所以能走自研路徑，一方面得益于特斯拉把自身定位為豪華品牌，價格較高，能夠支撐一些相對大一些的研發投入，另一方面也和特斯拉只造電動車，而且每個車型中的可選項相對較少有關。Semi- conductorsTools and ServicesStandard SoftwareGenericTier1General OEM圖 2：AUTOSAR 聯盟成員囊括了全球各大主

7、機廠、Tier1、標準軟件供應商、開發工具和服務提供商、半導體供應商、高校和研究機構數據來源：AUTOSAR 官網、上汽，國泰君安證券研究目前 AUTOSAR 有 CP、AP 兩套標準。最初的標準目前被成為 Classic Platform，而新開發的標準被稱為Adaptive Platform。從功能特點上來看，在CP 框架中，每個信號都在配置時定義，屬于靜態配置；AP 框架下是動態配置，這導致 AP 框架能夠實現 OTA，而 CP 框架下不能實現。在應用場景上來看，CP 框架更多地被應用于引擎控制、制動系統等領域，而 AP 框架則被用于自動駕駛中車輛和交通基礎設施、云服務器的通信場景，以及

8、域控制器的車輛架構中。簡而言之，CP 框架是適合“非智能機”的，而 AP 框架是適合“智能機”的。表 1：CP AUTOSAR 和AP AUTOSAR 比較CPAPUpdate意味著替換整個 ECU 代碼刪除/更新/增加單個 Application配置部署靜態配置，每個信號都在配置時定義動態配置部署傳感器融合處理、運行時動態更新自動駕駛中：與交通基礎設施的通信、與云服務器的通信應用范例引擎控制、制動系統等數據來源：搞一下汽車電子，國泰君安證券研究域控制器的車輛架構(車身域、娛樂域、動力域)FOTA跨域計算平臺、智能手機集成等CP AUTOSAR 的普及程度已經很高，而 AP AUTOSAR 仍

9、在推廣過程中。對于 CP 框架：部分主機廠目前暫時沒有采用 CP AUTOSAR 框架，但這并不是因為他們采用了另外一套標準，而是因為這些主機廠自己做電子電器架構設計的能力相對有限，更多地關心 Tier1 提供的系統模塊能否滿足需要實現的功能，而不在意其架構。(如下圖中紅線即代表了主機廠架構設計能力的強弱，紅線越靠上表明其架構設計能力越弱)當這些廠商逐漸能力提升，要開始做自己的架構設計的時候，就會發現他需要用到這個標準。從這個意義上來講，目前 CP AUTOSAR 的普及度已經很高。圖 3：不同主機廠的正向開發能力不同數據來源：汽車電子與軟件，國泰君安證券研究對于 AP 框架：這一框架相對還比

10、較新，目前博世、大陸等 Tier1的核心合作伙伴在使用，其中包括全球排名前列的一些主機廠。整體而言，AP AUTOSAR 正處于逐步推廣的過程中。AUTOSAR 的最基本理念是分層。在分層概念被引入之前，應用層開發者往往會直接調用和修改寄存器，以實現快速使用硬件驅動的目的，軟硬件是難以解耦的。在這種開發模式下，其他工程師很難對代碼進行修改，甚至即便是自己寫的代碼，一段時間之后也不一定能理清代碼中的邏輯關系。AUTOSAR 引入分層的理念，將嵌入式軟件系統自下而上劃分成基礎軟件架構層、運行環境層以及應用層，每一層封裝成標準化接口再提供給上一層。圖 4：經典 AUTOSAR 平臺通常分為基礎軟件架

11、構層、AUTOSAR 運行環境層以及應用層數據來源：AUTOSAR 官網，國泰君安證券研究AUTOSAR 通過對接口實現標準化幫助上層開發者降低了對于下層軟 件或硬件系統的依賴。對于基礎軟件層的開發者而言，標準化接口使得 在某個處理平臺上開發的軟件在其他平臺上的復用性大大提升，在提升 了開發效率的同時也降低了出錯的概率；對于應用軟件的開發人員而言，則不需要關注底層的運行過程而專注于應用功能的研發。圖 5：AUTOSAR 降低了上層開發者對于下層軟件或硬件系統的依賴數據來源：AUTOSAR 官網，國泰君安證券研究AUTOSAR 誕生的主要推動力來自主機廠。此前汽車中的 ECU 是軟硬一體的，軟件

12、和硬件來自同一個供應商，完全綁定。在這種情況下，主機廠是沒有辦法來對功能進行重新分配的，也沒有辦法在硬件中嵌入自己的軟件。而主機廠希望車輛的功能分配更加靈活，同時減少 ECU 的數量，從而一方面降低成本，另一方面降低復雜度，使系統出問題的概率更低。基于這兩方面的考量，主機廠需要一個標準的軟件架構對電子電器架構進行支撐，AUTOSAR 正是在這樣的訴求下應運而生的。和主機廠不同，AUTOSAR 對于博世、大陸等傳統 Tier1 而言則是有利有弊。從積極方面來看：AUTOSAR 提升了軟件的復用性。Tier1 的軟件開發出來之后，能夠比較好地復用在不同的主機廠的項目中，而不需要針對每個主機廠都進行特殊的研發，在變換項目的過程中配置工作比此前要簡單。從消極方面來看：Tier1 將面臨更加激烈的競爭，議價能力被削弱。此前由于軟件和硬件高度綁定，Tier1 只需要保證其提供的軟硬一體化產品是最有競爭力的就可以了，而不需要軟件和硬件同時達到最優；而在軟硬件解耦的大趨勢下，其軟件和硬件將面臨單獨競爭，主機廠的控制權得到了加強。比如主機廠可以選擇只采購某家 Tier1 的硬件和一部分軟件，其他軟件則自研或者從別的供應商那里購買，在這種情況下，Tier1 的議價能力在一定程度上被削弱。4.風險提示部分