中国软件评测中心发布《车载智能计算基础平台参考架构1.0（2019年）》

6月3日，中国软件评测中心日前发布《车载智能计算基础平台参考架构1.0（2019年）》，通过推进参考架构的研究梳理，有助于加快推动车载智能计算基础平台的持续健康发展。

当前，汽车行业电动化、智能化、网联化、共享化的“新四化”变革加速推进，自动驾驶成为产业竞争的焦点。对于支撑实现自动驾驶功能的车载智能计算平台，产业界正加速推进相关探索和实践。该发布显示，部分国外企业在积极研发的同时，通过收购补齐技术短板，部分产品已实现量产，国内企业也在不断加大投入，加快产业布局。

《车载智能计算基础平台参考架构1.0（2019年）》由中国软件评测中心、工信部装备工业发展中心牵头，依托智能网联驾驶测试与评价工业和信息化部重点实验室，联合清华大学、国汽智联、华为、上汽、一汽等多家单位共同编制。推进参考架构的研究梳理，可为我国车载智能计算基础平台的技术创新、标准研制、试验验证、应用实践、产业生态构建等提供参考和引导。

该报告分享了车载智能计算基础平台参考架构概述、异构分布硬件架构、自动驾驶操作系统、工具链、安全体系、发展建议六大部分。（以下内容摘自中国软件评测中心《车载智能计算基础平台参考架构1.0（2019年）》，回复“计算平台”，下载PDF）

图 1 汽车电子电气架构演进趋势

作为国民经济的重要支柱产业，汽车产业是推动实现制造强国和网络强国建设的重要支撑和融合载体。在“新四化”背景下，自动驾驶成为产业竞争的焦点，汽车电子的产业链和技术链面临重构。尤其是在当前复杂多变的国际产业竞争形势下，加强车载智能计算基础平台研究，具有十分重要的战略意义和现实意义。汽车电子电气架构持续演进，需要集成不同计算模块支撑功能实现；自动驾驶是产业竞争焦点，国内外企业积极布局计算平台相关研发；车载智能计算基础平台需求凸显，亟待梳理参考架构推动形成共识。

图 2 车载智能计算平台及车载智能计算基础平台的定义

智能化与网联化共同推动了汽车电子电气架构的变革，一方面是车内网络拓扑的优化和实时、高速网络的启用，另一方面是 ECU（电子控制单元）的功能进一步集成到域控制器甚至车载计算机。当前基础平台存在顶层设计及关键技术标准缺失、滞后等问题，梳理参考架构有利于形成行业共识。

车载智能计算基础平台参考架构概述

车载智能计算基础平台需要软硬件协同发展促进落地应用。车载智能计算基础平台结合车辆平台和传感器等外围硬件，同时采用车内传统网络和新型高速网络（如以太网、高速 CAN 总线等），根据异构分布硬件架构指导硬件平台设计，装载运行自动驾驶操作系统的系统软件和功能软件，向上支撑应用软件开发，最终实现整体产品化交付。车载智能计算基础平台参考架构主要包含自动驾驶操作系统和异构分布硬件架构两部分。其中，自动驾驶操作系统是基于异构分布硬件架构，包含系统软件和功能软件的整体基础框架软件。车载智能计算基础平台侧重于系统可靠、运行实时、分布弹性、高算力等特点，实现感知、规划、控制、网联、云控等功能，最终完成安全、实时、可扩展的多等级自动驾驶核心功能。

图 3 车载智能计算基础平台参考架构

异构分布硬件架构

车载智能计算基础平台硬件架构指导异构芯片板级集成设计。该架构具有芯片选型灵活、可配置拓展、算力可堆砌等优点。硬件主要包括 AI 单元、计算单元和控制单元。

自动驾驶操作系统

自动驾驶操作系统是车载智能计算基础平台的核心部分。自动驾驶操作系统使用并包含了车控操作系统，其基于异构分布硬件/芯片组合，是车控操作系统的异构分布扩展。车控操作系统是指传统车控ECU 中 主 控 芯 片 MCU 装 载 运 行 的 嵌 入 式 操 作 系 统 ， 如 AUTOSAR(OSEK)操作系统，可参考 Classic AUTOSAR 软件架构，吸收其模块化和分层思想。自动驾驶操作系统，既具有车控操作系统的功能和特点，还能够提供高性能、高可靠的传感器、分布式通信、自动驾驶通用框架等模块，以支持自动驾驶感知、规划、决策、控制等功能的共性实现。自动驾驶操作系统将车控操作系统纳入整体系统软件和功能软件框架。

车控操作系统运行在 MCU 上，一般以功能安全 ASIL-D 等级保障车载智能计算基础平台安全可靠，并根据自动驾驶 需求进行一定程度上的扩展。系统软件和功能软件是车载智能计算基础平台安全、实时、高效的核心和基础。自动驾驶操作系统包含系统软件和功能软件两部分。系统软件创建复杂嵌入式系统运行环境。功能软件根据自动驾驶核心共性需求，明确定义自动驾驶各共性子模块。系统软件可参考借鉴AUTOSAR 软件架构分层思想，可以实现与 Classic 和 Adaptive 两个平台的兼容和交互。功能软件根据自动驾驶共性需求，进行通用模块定义和实现，可补充 AUTOSAR 架构在自动驾驶方面的不足和缺失。

安全体系

功能安全、预期功能安全和信息安全构成了智能网联特别是自动驾驶体系的安全要素。功能安全和预期功能安全是对部件和系统失效、设计不完备等情况下的可靠性保证和冗余设计。此外，自动驾驶产品化需要信息安全防护，也需要考虑信息安全的功能安全和预期功能安全防护。

车载智能计算基础平台实现自动驾驶功能，需要具备可靠冗余的安全设计。其核心系统必须达到功能安全 ISO 26262 ASIL-D 级别，并符合最新补充的 ISO/PAS 21448 预期功能安全要求。为实现车规级功能安全要求，应重点考虑软硬件部件失效、功能限制和应用场景不完备情况下的分析流程和设计需求。在车载智能计算基础平台中，硬件方面如传感器和执行器冗余、车内网络冗余、芯片和硬件车规级功能安全设计均是新的挑战和重点，同时软件方面的全栈功能安全设计更是极具挑战性和行业融合特质。

软硬件可靠冗余作为功能安全正向设计，融合了复杂嵌入式系统和自动驾驶的安全设计特点，不仅包含系统软件和功能软件，也要兼顾传感器、车辆网络、芯片、硬件平台等，可以高效完备地实现车载智能计算基础平台的车规级功能安全。通常保障自动驾驶的功能安全普遍有两种方式。一是软硬件正向可靠冗余设计，包括对称和非对称形式，全工和半工工作方式等。硬件方面主要包含上述硬件冗余架构，软件方面主要包含系统软件跨 CPU、跨内核系统多等级监控，失效收集，状态同步，实时安全切换和功能软件的安全设计扩展。二是采用传统车辆功能安全分析流程，输出软硬件失效设计方案，也是车载智能计算基础平台功能安全的重要组成部分。

综上所述，汽车产业是我国国民经济的重要支柱产业，在“新四化”背景下，自动驾驶成为产业竞争的焦点，发展车载智能计算基础平台具有十分重要的战略意义和现实意义，应尽早布局、加快推进。