吉岡目前是瑞薩汽車業務資深副總裁暨技術長,但他其實是手機業務老將,曾任職瑞薩的手機處理器子公司Renesas Mobile (幾年前曾存在過)。在瑞薩總部進行的採訪中,吉岡隨意從口袋裡掏出他的智慧型手機放在掌中,表示:「從架構上來說,手機可比連網汽車簡單多了。」

基本上,智慧手機有一顆大的應用處理器——用以支援執行應用程式所需;而車輛則配備了100個以上的電子控制單元(ECU),它們連接到各種車輛通訊網路,而且各個網路使用不同的

儘管如此複雜,但當汽車製造商爭先恐後地在車輛上執行大量車載應用程式和服務時,他們也被迫得讓自家車款連結至雲端。現在的強制性應用包括無線(OTA)軟體更新、功能升級、車輛維護/異常檢測和網路攻擊保護。

但這就是問題所在。與從頭開始自己設計車輛架構的特斯拉(Tesla)不同,傳統的燃油車製造商會受到原有汽車架構設計的制約;因為各種附加功能拼湊、臨時性功能改善和專有擴展(proprietary extensions),而以不同架構為基礎的車款又會隨著時間不斷增加。吉岡解釋,簡而言之,與智慧型手機的OTA相比,連網汽車的OTA大相逕庭。

車載電腦

吉岡表示,隨著典型車輛的價值迅速轉向軟體,「我們認為至關重要的是:第一,降低車載網路通訊的複雜性;第二,簡化車載應用程式介面(API)並納入由微控制器(MCU)控制的系統。」

他認為,瑞薩身為車用MCU領導供應商,「我們有責任向汽車產業提出一種新的『車載電腦』(vehicle computer)概念,可以簡化車載網路、轉譯通訊協定並保障安全;」例如安裝在中樞(hub)的車載MCU應具備足夠的智慧,在將資料從乙太網路傳輸到CAN匯流排之前壓縮。

那麼,哪款MCU適合在車輛中樞扮演這樣的角色?吉岡表示:「我們現在使用的是第三代R-CAR;」但隨著功能的進一步整合和車輛功能域的集中化(centralization)進展,瑞薩正在規劃產品藍圖,目標是在2023年推出新的專用車載電腦。

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圖1:車載電腦隨著車載網路的變化而發展。
(來源:IRenesas)

深藏於車內的車輛資料

如市場研究機構IHS Markit資深分析師Colin Bird-Martinez曾告訴我們的:「要實現汽車OTA (從雲端到ECU)需要兩件事:對運算硬體的深入瞭解,以及熟悉各種車載網路通訊拓撲結構;」這同樣適用於將車輛資料從車內取出、歸納並將其上傳到雲端。

傳統車輛在行駛中產生的大量資料是個經常被忽視的複雜因素。汽車產生的資料能顯示其車輪轉速、輪胎角度、零件磨損,以及駕駛行為和路線的異常等,這在軟體開發者的眼中是一個有價值的資料寶庫,可轉化為先進駕駛輔助系統(ADAS)和自動駕駛車輛可以使用的「資訊」。而像是Tactile Mobility這樣的新創公司,正在尋求利用深藏於車輛內的資料來增強安全性。

總部位於以色列的Tactile Mobility執行長Amit Nisenbaum先前在接受EE Times採訪時表示,他們公司計劃利用車輛中已經存在的「非可視資料」,來為高度自動化車輛「添加情境(context)」;該公司的目標是將車速、輪胎角度,引擎轉速和加速度計等基本資料轉換為「資訊」,讓車載電腦可以理解。例如,在彎道行駛時的「可有效抓地」或「如何在不打滑的情況下加速或減速」。

Nisenbaum解釋:「我們開發了自有嵌入式軟體,以即時呈現影響車輛行駛的物理因素;」這款嵌入式軟體只有100KB大小,僅需1MB的RAM。他表示:「我們要求車廠將我們的嵌入式軟體安裝在連接至CAN匯流排的ECU的頂層。」

Tactile Mobility面臨的一個潛在問題是,如果沒有車廠的明確意向和合作,這家新創公司就不能將其嵌入式軟體安裝在任何ECU上;因為每家車廠都使用基於獨特架構的不同ECU,而且車輛本身也具有不同的系統架構。換句話說,ECU上沒有API。

瑞薩雖不是Tactile Mobility的合作夥伴,但瑞薩認為連網汽車軟體開發套件(SDK)對其ECU業務至關重要。吉岡解釋,瑞薩希望軟體開發人員不只是開發應用軟體,還可以將其安裝到瑞薩的R-Car SoC系列上。

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圖2:瑞薩正力推其連網汽車SDK。
(來源:IRenesas)

透過添加對亞馬遜雲端服務AWS的支援,瑞薩正在使用其連網汽車軟體開發工具「促使利用車輛資料之雲端連結服務的發展;」這將讓軟體開發者推出新的汽車服務,「除了氣象預報、地圖,還可以即時彙整車輛資料和雲端資料。」

MCU供應商的角色正在改變

根據吉岡的說法,恩智浦(NXP)或許是全球最大的車用半導體供應商,但「我們在全球車用MCU /SoC擁有最大的市佔率,達30%。」

近年來,MCU供應商所扮演的角色已大幅度轉變。吉岡表示:「儘管我們不自己開發軟體,但我們與各類軟體開發商合作;」他補充指出,瑞薩會專注在當執行特定軟體時,對MCU產生的影響。

瑞薩正在向車廠推廣其連網汽車理念,包括新的應用和服務;在設計新型連網汽車上,這家晶片供應商希望能與車廠站在平等的地位。 吉岡表示:「我們想要積極主動,不是等著車廠告訴我們要怎麼做。」

連網汽車為瑞薩帶來了不錯的市場機遇,該公司表示正與15家車廠和15家一線汽車零組件供應商(Tier Ones)合作,致力讓傳統車輛能變身為支援OTA、並能將車輛資訊上傳至雲端的連網汽車;同時瑞薩也與6家雲端IT業者和服務供應商在連網汽車方面展開合作。

本文同步刊登於電子工程專輯雜誌2019年4月號;責編:Judith Cheng

(參考原文: Renesas Rises to OTA Challenges ,by Junko Yoshida)