车内集成了许多控制器和硬件，涵盖智能驾驶、智能车控、整车感知的传感器、摄像头等。2024年5月23日，在第七届智能驾驶与人机共驾论坛上，小鹏汽车智能OS研发负责人、高级专家陆羽凡认为，做好跨域部署、跨域共享、跨域融合，可以为用户带来极致的智能汽车、智能化体验。
陆羽凡指出，之所以要深耕以上内容，是因为这些举措能够显著提升用户价值、客户价值以及企业价值。通过跨域共享和部署，能够降低应用开发成本，并实现便捷的软件升级；通过跨域融合，能减少硬件投入，提升软件开发效率，为上层业务赋能。
小鹏汽车之所以在以上方面取得了不错的成绩，是因为其一直秉承全栈自研的路线，人才结构合理，并注重技术投入和形成了客户导向扁平化的组织，持续服务用户和研发产品。
陆羽凡｜小鹏汽车智能OS研发负责人、高级专家
以下为演讲内容整理:
EEA架构与智能控制器演进
EEA架构正逐渐从模块化分布式向集中化域融合、域控制，再到多域融合以及超级计算中心的形态转变，目前我们正处于第二阶段，集中化域控。通过观察EEA的演变过程，可以发现ECO数量在不断减少，但系统所承担的功能却持续增多。这一变化充分表明了集成度在不断提高。
图源:演讲嘉宾素材
在智能控制器的发展过程中，最初我们做的是物理层面的融合，将多个控制器集成在一个盒子中，以减少线束，降低成本。后来采用板级融合，将多个SOC和芯片集成在同一个板级内，其优势主要在于能够减少芯片量、缩减PCB面积、降低成本，同时还可以提升用户体验。
随着技术的进一步发展，会进入SOC芯片级的融合阶段。在这一阶段，我们将多个功能如智驾等，集成于单一芯片中，以实现舱驾融合的目标。从发展历程的角度来看，这种演变与手机行业的发展具有一定的相似性。当前的智能汽车正处于从功能汽车向智能汽车转变的演进过程中，尽管功能日益丰富多样，但无论是控制器还是芯片的数量并未显著增加，反而呈现出减少的趋势。
各个功能域之间如座舱、智驾等在系统、外设、需求、算力、功能以及安全方面存在较大差异。系统方面，座舱系统可能基于安卓系统，智能驾驶系统则通常采用Linux或QNX系统，大车控和网联一般使用RTOS或Linux系统；外设方面，座舱涵盖了许多与用户需求相关的内容，包括蓝牙、屏幕、摄像头等，智驾的外设相对单一，主要集中在摄像头和各种雷达设备上，车控和网联系统则多为通讯类外设；用户需求上，座舱主要满足用户的娱乐和导航需求，如上网、观看视频、听音乐、导航等，智驾则主要关注行车和泊车等驾驶相关的需求；功能安全上，座舱和网联一般是相对安全，智驾则是绝对安全。
纵观座舱平台的发展趋势，可以发现座舱平台和手机平台存在诸多相似之处。当前，手机平台的部分技术和生态正逐步迁移到座舱平台，主要包括功能集成度和性能体验度两个维度。手机平台在这两方面均展现出较高的水平，而座舱正处于发展中阶段。近年来，随着主机厂对座舱技术的直接投入，尤其是智能化方面，以及众多手机厂商开始逐步涉足该领域，座舱平台正逐渐受到更多消费者的关注。在购车时，消费者开始询问车辆是否采用了8155芯片或8295芯片。
从人才角度看，当前互联网行业、手机行业以及消费类电子行业的大量人才正不断涌入智能汽车领域。技术方面，与智能驾驶技术相比，智能座舱技术显得更为成熟和稳定，其确定性也更高。这是因为智能座舱可以参照手机的技术发展，基于手机在用户体验和性能方面的优势，结合车内环境如智能驾驶技术、冰箱、彩电、座椅等，进行场景化的创新、组合式的创新，以及生态上的创新。
挑战与实现路径
车内有大量控制器和硬件，如智能驾驶、智能车控、整车感知、摄像头等，为了实现用户极致的智能汽车和智能化体验，跨域部署、跨域共享、跨域融合显得尤为重要。之所以要做跨域部署和跨域融合，是基于以下考量。
一是用户价值。在燃油车时代，购车后的软件升级几乎不存在，但购买智能汽车还只是软件升级的开始，智能汽车用户可能每隔几个月就会收到一次OTA升级。这样的软件升级不仅能够为用户带来不同的体验，还能促进不同功能间的组合创新，从而为用户带来不同场景下的全新体验，使用户始终保持对车辆的新鲜感，仿佛拥有一辆新车。
二是客户价值。由于我们的软件接口实现了平台化，应用开发者或上层的业务开发无需过多关注硬件平台或硬件差异，从而显著提高了开发效率。这种效率的提升不仅加快了产品迭代速度，也为上层的业务带来了更大的赋能空间。
三是企业价值。通过跨域共享、跨域部署、跨域融合，芯片数量、传感器数量以及线束等都有所减少，这无疑降低了BOM成本。此外，软件的分层架构使得软件和硬件得以解耦，提高了整体效率。
在跨域共享、跨域部署、跨域融合的过程中，我们面临着一系列挑战。首先是域间通讯，要实现不同域之间的共享部署，需要有一个低延迟、高可靠、高带宽的通讯方式；二是信息安全和数据安全，由于不同域对信息安全和数据安全的保护需求不同，我们需要设计一种有效的保障和隔离机制；三是多系统之间的业务共存与协调，座舱业务、网联业务和智能驾驶业务等具有不同的特性和需求，如何在这些业务之间实现有效的共存和协调是一个关键问题；四是开发周期的缩短对软件开发提出了更高要求；五是资源分配和算力共享如何实现的问题，由于每个业务和应用都需要消耗一定的内存、CPU和GPU资源，如何在多个业务之间实现合理的资源分配和算力共享是一个关键问题；此外，不同控制器或功能之间的安全要求有所不同，如自动驾驶要绝对安全，座舱则是相对安全，这就要求在软件迭代的过程中保证系统的性能稳定性。
我们之所以能够在跨域共享、跨域部署、跨域融合方面取得一定成功，主要有以下几个原因。一是人才组织上，我们一直秉持全栈自研的线路，并在每个技术栈领域持续深耕挖掘；二是人才结构，我们的研发团队来自各行各业，包括主机厂、Tier1、互联网行业等，不同行业的人才组合在一起产生了相应化学反应，更容易实现技术和产品创新；三是组织层面，我们注重技术投入以及客户导向扁平化的组织。
技术方面，我们构建了智能底座，这是一个统一的硬件平台。在硬件平台之上，无论是各个控制器、智驾还是座舱，我们都有核心的技术框架。此外，我们还有整车的通讯中间件，包括系统安全方面的中间件、数据安全方面的中间件、功能安全、整车OTA、整车SOA等。正是因为有了这样的整车通讯件，我们的座舱应用和自动驾驶应用可以无需关注硬件平台的差异或变化，从而极大地提升了研发效率和速度。
我们如何实现硬件资源的自由分配呢？首先，对于任何硬件平台，我们都清楚其具体的算力性能。同时，我们也了解每个应用业务所需的算力，包括内存、CPU、GPU等方面的具体需求。基于这些信息，我们可以采用类似积木组合的方式，根据产品的实际需求进行资源的排列组合，从而构建出利用性最优、性能最佳、体验上乘的产品。
因此，对于我们的应用开发者而言，无论是座舱应用还是智能驾驶应用，他们无需关注底层是低算力平台还是高算力平台。他们只需专注于业务开发，然后将开发成果与相应的硬件资源进行组合，即可打造出性能卓越的产品。
图源:演讲嘉宾素材
在实现各域间通信时，一个关键的组件便是通讯中间件。但以往许多厂商或产品内部，各个域之间采用了不同的通讯方式，有的采用SOMEIP，有的采用DDS，还有的则选择MQTT或其他自有协议。这种分散、割裂的通讯方式，无疑给跨域共享、跨域部署以及跨域间的通讯带来了极大的障碍，并且极大地降低了通讯效率。我们统一中间件后，服务化或原子化的能力进一步提升，同时原子化服务能力也将进一步加大。安全方面，我们实行的是功能安全和数据安全的整体部署策略，这使我们的系统在安全性和统一性上达到了更高的水平。
在基于虚拟化的底层智能底座框架上，我们的硬件上会虚拟多个操作系统，如QNX、Linux、安卓系统等，我们会在不同的系统中进行不同的业务属性，之所以这样做，是基于以下考量。
首先，通过虚拟化技术，能够较好实现性能安全和功能安全的隔离。其次，在安卓系统中，我们严格遵循原生的安卓架构，这样的设计对应用开发者来说意味着他们无需关注底层平台的细节，无论我们使用的是8155、8295还是其他类型的芯片，因此其开发速度会更快。再者，整车的座舱和通讯功能主要通过Carservice模块来实现，上层的座舱应用无需关心整车的底层细节，如DBC信号等，这种抽象化的设计使得开发者能够更专注于上层应用的开发，而无需关心底层复杂的硬件和通讯协议。当DBC信号或配置发生变化时，我们只需修改相应的配置文件。
跨域共享、部署、融合部分案例分享
首先，关于仪表方案的早期发展，仪表与座舱是完全独立的，它们分别由两个不同的芯片来实现。这种设计方式的主要优势在于安全性，通过物理隔离确保了系统的稳定运行。然而，这种设计的成本也相对较高，因为需要两个独立的芯片。
其次，在早期的设计中，仪表与座舱、中控大屏之间的屏幕互动存在着显著的困难，且成本高昂。为了解决这一问题，后续的发展中采用了仪表与中控大屏共享一个芯片的设计方案。通过采用虚拟化的架构，成功实现在同一芯片内同时承载仪表和中控大屏的功能。这一设计带来了诸多优点。
在仪表方案的进一步发展中，我们基于虚拟化技术，实现了仪表在单一芯片上的QNX/Linux和安卓系统中同时部署仪表功能。这一设计不仅保留了虚拟化隔离带来的相对独立性，同时也显著降低了成本，仅需一个芯片即可满足需求。此外，我们成功解决了之前仪表与中控大屏之间屏幕交互成本高的问题。通过这一改进，地图、SR以及其他娱乐化信息能够轻松投射到仪表屏幕上，极大地提升了用户体验。这是我们仪表方案改进的一个成功案例。
其次是摄像头共享案例。在当前的汽车设计中，摄像头已经成为不可或缺的一部分，无论是车内还是车外都配备了各种摄像头。值得注意的是，这些摄像头并没有被独享，而是实现了充分的共享。具体来说，座舱和智能驾驶系统都共享了这些摄像头的资源，甚至座舱内的摄像头还共享了一部分智能驾驶系统的算力。
关于座舱摄像头应用的部署策略，我们选择了将相关应用全部部署在安卓系统内部，而非像一些厂商那样部署在左侧的QNX或Linux系统中。这一选择的主要优势在于它极大地促进了与安卓应用的融合，使得摄像头应用与其他安卓应用之间能够实现更加流畅、高效的交互，从而提升了用户体验。同时，这种部署方式也支持摄像头被多个应用同时调用，例如DVR行车录像、转向辅助、360°全景等，这些功能可以同时开启并访问多个摄像头。
最后是MCU应用的灵活部署。众所周知，MCU的算力相对较低，而座舱SOC则拥有强大的算力。通过将MCU中的部分功能和逻辑转移到座舱SOC上，我们可以进一步释放MCU的资源，MCU可以进一步降低规格、减少数量，从而减少成本。
