未来汽车的七大核心组件:驱动变革的关键技术

360影视 动漫周边 2025-08-27 19:49 1

摘要:"未来五年汽车领域的技术变革将超越过去五十年的总和,"英飞凌科技汽车部门总裁兼首席执行官Peter Schiefer在慕尼黑举行的2025年英飞凌汽车RISC-V生态系统峰会上强调,"传统架构已逼近物理极限,这正是RISC-V开源架构重塑行业格局的关键契机——

未来汽车的七大核心组件:驱动变革的关键技术

"未来五年汽车领域的技术变革将超越过去五十年的总和,"英飞凌科技汽车部门总裁兼首席执行官Peter Schiefer在慕尼黑举行的2025年英飞凌汽车RISC-V生态系统峰会上强调,"传统架构已逼近物理极限,这正是RISC-V开源架构重塑行业格局的关键契机——通过软硬件深度协同释放创新潜力。"

作为全球汽车半导体领域的领军企业,英飞凌的判断并非孤例。在全球汽车产业生态中,芯片制造商、整车厂商及软件专家已形成共识:未来的汽车将是一个高度动态的"软件定义计算平台",其构建需从底层架构开始全面革新。

RISC-V International首席执行官Andrea Gallo近期在多个重量级行业论坛中分享见解。从慕尼黑到路德维希堡的"未来计算架构"专题会议,再到巴黎RISC-V欧洲峰会的"以开源架构加速汽车创新"圆桌讨论,一个核心议题贯穿始终:唯有通过开放标准与生态协同,才能塑造移动出行的未来。

值得关注的是,9月9日,RISC-V International将在慕尼黑IAA Mobility展会附近举办2025年RISC-V汽车技术会议。会场距离主展览区仅5分钟步行路程,为参会者提供无缝衔接的技术对话平台。

在此背景下,结合近期行业高峰论坛的核心观点,笔者总结出推动未来汽车发展的七大关键优先事项,明确勾勒出构建下一代移动出行解决方案的必备条件:

开源指令集架构(RISC-V)的深度集成
作为打破传统架构壁垒的核心技术,RISC-V的模块化设计与开源特性将重新定义汽车芯片的研发模式,实现从底层指令集到上层应用的全面定制化。软件定义汽车(SDV)的架构重构
需建立统一的软件平台,将自动驾驶、智能座舱、动力控制等功能模块解耦,通过OTA持续升级实现"千车千面"的个性化体验。异构计算平台的优化协同
结合CPU、GPU、NPU等计算单元的优势,构建高效能比的计算架构,满足实时感知、决策规划等复杂场景的算力需求。功能安全与信息安全的双轨保障
通过ISO 26262功能安全标准与ISO 21434网络安全标准的深度融合,建立覆盖硬件、软件、通信的全链路安全防护体系。开放生态与标准化的平衡突破
在推动RISC-V等开源技术普及的同时,需建立跨行业的技术标准联盟,避免生态碎片化风险。能源管理系统的革命性升级
从48V轻混到800V高压平台,需重构电池管理系统(BMS)、碳化硅(SiC)器件等核心组件,实现续航与效率的双重突破。人机共驾交互界面的范式转变
通过AR-HUD、语音交互、手势控制等多模态技术,构建自然直观的"第三生活空间",重新定义人车关系。

RISC-V驱动的未来汽车七大技术变革方向

01 区域架构从分布式到集中化的范式转移
英飞凌首席执行官约亨·哈内贝克(Jochen Hanebeck)在慕尼黑强调:"未来车辆需构建跨计算域扩展的灵活平台,支持从入门级城市汽车到高端自动驾驶车队的多样化需求。"恩智浦汽车处理器副总裁Robert Moran在路德维希堡指出:"汽车架构正从分布式向区域化、集中化转型,通过跨平台组件复用简化开发、降低成本并加速部署。"

当前主流的域控制器架构虽有效,但导致ECU与布线复杂度激增。区域架构通过物理区域划分(如左前、右后),由区域控制器整合域功能,依托汽车以太网总线实现精简布线与低延迟通信。RISC-V International首席执行官Andrea Gallo在巴黎峰会指出:"RISC-V的统一指令集架构(ISA)可无缝覆盖从ECU到中央计算单元的全场景,为区域架构提供可扩展的技术底座。"

技术深化:区域架构的落地需解决实时通信与功率分配难题。例如,宝马最新一代电子电气架构通过区域控制器将线束长度减少30%,同时集成智能电源管理模块,动态调整各区域供电优先级。这种设计使整车重量降低12%,续航里程提升8%,充分验证了区域架构的效率优势。

02. 软件生态系统:开源与标准的协同进化
软件定义汽车(SDV)的实现依赖成熟的工具链与生态支持。AUTOSAR作为传统汽车软件标准,正与RISC-V架构深度融合,Andes、HiRain等企业已启动基于RISC-V的AUTOSAR生态共建。同时,汽车级Linux(AGL)通过ELISA项目与功能安全任务组,逐步突破安全关键型应用的认证壁垒。

英飞凌软件高级总监托马斯·施耐德(Thomas Schneid)在巴黎峰会展示虚拟原型工具:"我们通过高逼真度虚拟平台,赋能生态伙伴提前验证软件功能,加速预硅开发流程。"上游开源社区的贡献(如Linux、LLVM对RISC-V的支持)进一步降低开发门槛,确保软件可移植性与长期维护性。大众汽车CARIAD半导体主管Hartmut Schittko强调:"RISC-V使OEM与芯片、软件社区的协作更加紧密,尤其在高性能计算(HPC)领域实现软硬件协同优化。"

案例补充:丰田最新一代车载系统已采用RISC-V架构的AGL方案,支持信息娱乐与ADAS功能的安全隔离。通过虚拟化技术,该系统可在同一硬件上运行QNX(安全关键模块)与Android Auto(用户体验模块),实现功能安全与开放生态的兼容。

03. 开放硬件:打破供应链壁垒的创新引擎
RISC-V的开源特性为汽车行业注入新活力。英飞凌施耐德指出:"开放架构使我们能够平衡封闭生态的可靠性与生态共建的可持续性,通过协同设计优化硬件与软件。"Codasip高级工程师Maricel Ventura补充:"RISC-V允许定制化硬件设计,例如为特定ADAS功能优化指令集,显著提升软件效率。"

开放硬件还通过标准化接口降低供应商锁定风险。Quintauris总经理Pedro Lopez表示:"统一的RISC-V配置文件(如RVA23)定义了向量扩展、位操作等核心规范,确保跨厂商硬件兼容性。"这种模式使OEM可灵活选择IP供应商,同时维持软件栈的稳定性。

市场数据:据Yole Développement预测,2025-2030年RISC-V在汽车芯片市场的复合增长率将达45%,远超行业平均水平。其中,区域控制器与HPC单元是主要增长驱动力,预计到2030年占比将突破60%。

04. 协作标准:构建共享的技术语言
"汽车行业本质是标准化驱动的产业,"英飞凌施耐德强调,"从接口规范到安全协议,统一标准是生态繁荣的基石。"RISC-V通过配置文件(Profile)机制避免架构碎片化,例如RVA23明确硬件扩展要求,为开发者提供清晰目标。

这种协作延伸至安全领域。Synopsys功能安全专家Jyotika Athavale(现Waymo)提出:"功能安全、网络安全与实时性能构成可靠性三角,需通过系统级认证(如ISO 26262 ASIL-D)保障集成平台的安全互操作性。"Ventura补充:"RISC-V社区正推动类似AUTOSAR E-GAS的安全文化,促进跨厂商最佳实践共享。"

政策动态:欧盟最新发布的《芯片法案》明确将RISC-V列为战略技术方向,计划投入4亿欧元支持汽车级RISC-V芯片研发。此举旨在减少对传统半导体巨头的依赖,加速欧洲汽车产业数字化转型。

05.安全与实时性:系统级可靠性保障
RISC-V架构在安全领域进展显著。SiFive、Codasip等成员已推出符合ISO 26262的汽车IP内核,并通过ASIL-D认证提升行业信心。Ventura指出:"安全需从硬件设计源头融入,例如通过物理内存保护与I/O隔离实现模块化安全域。"

实时性能方面,区域架构结合FreeRTOS等轻量级RTOS,在集中式计算环境中保障制动、转向等任务的严格时序要求。Gallo在AEK峰会强调:"RISC-V的模块化扩展(如Hypervisor支持)可平衡高性能计算与实时控制的需求。"

技术突破:英伟达最新推出的Thor芯片采用RISC-V架构,集成256个RISC-V内核,支持实时任务与AI计算的动态分区。实测显示,其在L4级自动驾驶场景下的端到端延迟低于10ms,满足功能安全要求。

06.模块化:芯粒技术与混合架构的突破


模块化设计成为应对复杂需求的关键。恩智浦Moran以AI为例:"通过硬件隔离,可在安全边界内引入创新AI功能,同时保持传统ECU的可靠性。"IMEC汽车副总裁Bart Praeckel指出:"芯粒技术允许在单一芯片中集成不同生命周期的组件,例如高安全岛(ASIL-D)与可升级的计算单元。"

RISC-V的扩展性支持这种混合架构。Gallo表示:"通过选择特定指令集扩展(如向量处理),设计者可针对ECU或区域控制器的需求定制芯片,实现成本与性能的最优平衡。"

应用实例:奔驰最新一代自动驾驶计算平台采用芯粒方案,将AI加速芯粒(7nm制程)与安全控制芯粒(28nm制程)通过UCIe标准互联。这种设计使AI算力每年可升级,而安全模块保持10年生命周期不变。

07.区域适应性:全球标准与本地定制的平衡
未来汽车需满足不同地区的法规与用户偏好。Gallo强调:"RVA23的加密扩展可灵活适配各国标准,而核心指令集保持全球统一。"这种设计使OEM能基于统一架构开发区域化变体,例如为中国市场配置本地化AI算法,为欧洲市场优化高速驾驶辅助功能。

Quintauris的Lopez呼吁欧洲建立统一平台战略:"80%的通用架构与20%的差异化设计,可在降低开发成本的同时保留品牌特色。"这种模式通过模块化组件实现,例如统一使用RISC-V CPU基板,按需集成不同区域的NPU或GPU模块。

市场趋势:据麦肯锡报告,2025年全球汽车软件市场规模将达2000亿美元,其中区域适应性定制服务占比预计突破30%。RISC-V的开源特性使其成为实现这一趋势的关键技术底座。

结语:开放生态重塑移动出行未来
RISC-V的崛起正重塑汽车产业的技术路线。从区域架构的效率革命到软件生态的开源协作,从安全标准的系统化构建到模块化设计的创新突破,这一开放架构为行业提供了打破传统壁垒、加速技术迭代的全新路径。正如英飞凌施耐德在巴黎峰会的总结:"未来出行已来,而RISC-V正是构建这一未来的开放基石。"

|人工智能|储能系统集成|充电桩|智慧充电运营平台|新能源电动汽车||新能源||智慧信息化系统|解决方案|运营平台建设| 华远系统是致力于人工智能(AI算法以及流媒体技术),信息软件技术,新能源、物联网等领域的集成商,在智慧社区,智慧园区,智慧停车,充电桩(储能充电站/光储充)及充电桩软件管理平台,储能系统集成,车联网有整套解决方案以及成功的项目案例。

说明:本文章所引用的资料均通过互联网等公开渠道合法获取,仅作为行业交流和学习使用,并无任何商业目的。其版权归原资料作者或出版社所有,小编不对所涉及的版权问题承担任何法律责任。若版权方、出版社认为本文章侵权,请立即联系小编删除。

来源:华远系统一点号

相关推荐