Tiến bộ phát triển phần mềm ô tô

Điện tử ô tô ngày càng trở thành một hệ thống được xác định bởi phần mềm.

Nếu bạn nghĩ về 50 năm qua, trong số tất cả các sản phẩm được sản xuất hàng loạt, ô tô là loại ô tô phức tạp nhất, vì nó chứa các hệ thống cơ khí, cơ điện và điện tử.Trong những năm gần đây, hệ thống điện tử ô tô ngày càng tiên tiến đã bắt đầu thay thế hệ thống cơ điện và vẫn đang tiếp tục phát triển không ngừng.

Điều này có nghĩa là, sớm hay muộn, thiết bị điện tử ô tô sẽ trở thành thiết bị điện tử được sản xuất hàng loạt tinh vi nhất, một sự khác biệt mà nó có thể đã đạt được.Trong khi các bộ phận của máy bay có thể phức tạp hơn, và siêu máy tính có thể có nhiều thiết bị điện tử phức tạp hơn, nhưng chúng không bằng hàng chục triệu chiếc được sản xuất hàng năm.

Trong hầu hết tất cả các xe hơi, lượng nội dung phần mềm chứa trong các thiết bị điện tử đang tăng lên nhanh chóng, chỉ bằng một lượng nhỏ.Nhiều bài báo cho rằng một chiếc ô tô tiên tiến chứa hơn 100 triệu dòng mã phần mềm.Tôi chưa biết chính xác 100 triệu dòng mã đó chứa gì, nhưng nếu ai đó có loại dữ liệu đó, nó rất hữu ích.Không còn nghi ngờ gì nữa, nội dung phần mềm và điện tử ô tô sẽ phát triển nhanh chóng khi các hệ thống hỗ trợ lái xe tiên tiến (ADAS), kết nối, an ninh mạng, lái xe tự động và các tính năng khác tiếp tục phát triển.

Người ta ít nói về chiến lược, phân khúc, các công nghệ quan trọng và các vấn đề quan trọng khác của phần mềm ô tô.Có một sự khác biệt lớn giữa phần cứng và phần mềm, có thể ảnh hưởng đến sự thành công của toàn bộ chiếc xe.

Trong hai thập kỷ qua, phần mềm ô tô đã đi được một chặng đường dài.Vào những năm 1990, ô tô chủ yếu là phần mềm nhúng, dùng để điều khiển thiết bị điện tử lái xe và các hệ thống giải trí đơn giản.Mặc dù độ phức tạp của phần mềm ngày càng tăng, các hệ thống nhúng hiếm khi đạt đến một triệu dòng mã.Ô tô Oems và các nhà cung cấp cấp 1 của họ phát triển các hệ thống nhúng của riêng họ.

Điều đó đã thay đổi vào cuối những năm 1990.Khi khả năng của hệ thống thông tin giải trí và hệ thống định vị nhúng tiếp tục phát triển, phần mềm phức tạp cần được quản lý bởi một hệ điều hành (OS).Các hệ điều hành mang lại công nghệ cao cho phần mềm ô tô, bao gồm QNX, Green Hills, Wind River, Microsoft và hơn thế nữa.Trong thập kỷ qua, phần mềm nguồn mở như Linux cũng ngày càng trở nên quan trọng trong phần mềm ô tô.

Khái niệm "Xây dựng - Sản xuất - Tiếp thị - Sử dụng"

Hình 2 cho thấy sự khác biệt giữa phần cứng và phần mềm ô tô, với bốn giai đoạn áp dụng cho bất kỳ loại sản phẩm hoặc ngành nào."Thành lập" là giai đoạn phát triển và thiết kế của sản phẩm;"Sản xuất" đề cập đến giai đoạn sản xuất của một sản phẩm, bao gồm tất cả các chi phí thành phần, chi phí sản xuất và chuỗi cung ứng;Giai đoạn thứ ba là “tiếp thị” sản phẩm, bao gồm các kênh quảng cáo, bán hàng và phân phối.Về bản chất, nó đề cập đến tất cả các hoạt động và chi phí cung cấp sản phẩm cho khách hàng.Giai đoạn thứ tư là sự “sử dụng” của khách hàng khá lâu đời đối với ngành ô tô.

Khái niệm xây dựng-sản xuất-tiếp thị mà tôi học được khi còn làm việc tại Texas Instruments (TI) vì nó đã được sử dụng rất rộng rãi trong những năm 70 và 80.Trong thời gian làm việc tại IHS Markit, tôi đã thêm một lần nữa giai đoạn "sử dụng".Trong nhiều báo cáo và trình diễn, tôi đã sử dụng sự hiểu biết sâu sắc của mình về bốn giai đoạn này để phân tích các phân khúc ô tô khác nhau, bao gồm phần mềm, xe điện chạy bằng pin (BEV), in 3D, v.v.

Giai đoạn phần cứng

Phần trên cùng của Hình 2 cho thấy các tính năng chính của phần cứng xe hơi trong bốn giai đoạn khác nhau.Giai đoạn “thành lập” phần cứng quyết định các chức năng của các thiết bị điện tử, chúng ngày càng đóng vai trò nổi bật.Ngành công nghiệp chip cung cấp các thành phần phần cứng quan trọng nhất và sẽ tiếp tục làm như vậy với Số lượng lớn.Hệ sinh thái phần cứng ngày càng trở nên quan trọng hơn vì nó bao gồm tất cả các hệ thống phát triển và các công cụ thiết kế phần cứng.Hệ sinh thái gắn với nền tảng bộ xử lý trong điện tử ô tô cũng ngày càng quan trọng.Giai đoạn "chế tạo" phần cứng ô tô có chi phí lên tới hàng triệu hoặc hàng chục triệu USD, nhưng với hàng trăm nghìn chiếc được sản xuất, giá thành trên mỗi chiếc tương đối thấp.

Giai đoạn "sản xuất" là giai đoạn tốn kém nhất, do chi phí của tất cả các thành phần điện tử phần cứng, hoặc BOM, và chi phí quản lý chuỗi cung ứng phần cứng, thiết bị sản xuất và nhân sự.Nhìn chung, phần cứng linh kiện điện tử chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng chi phí của một chiếc ô tô, và ngay cả khi giá thành của mỗi thành phần điện tử giảm xuống, chi phí "sản xuất" vẫn tiếp tục tăng lên.Tất cả các hệ thống phần cứng điện tử trên xe hơi thường có giá từ 3.000 đến 8.000 đô la, với những mẫu xe sang còn đắt hơn.

Giai đoạn "tiếp thị" phần cứng thay đổi theo thành phần và loại hệ thống.Trong hầu hết các trường hợp, giai đoạn "tiếp thị" phần cứng trở thành một phần của hệ thống điện tử ô tô thông qua các nhà cung cấp cấp 1.

Các chức năng phần cứng ngày càng ảnh hưởng nhiều hơn đến doanh số bán ô tô.Tất cả các chức năng cần được thực hiện bởi các chức năng phần cứng sẽ có ảnh hưởng gián tiếp đến doanh số bán hàng.Các tính năng mới sẽ được sử dụng rộng rãi trong tương lai bao gồm ADAS, phần cứng bảo mật mạng, phần cứng có thể nâng cấp và các tính năng tự lái.

Giai đoạn “sử dụng” của xe thường kéo dài từ 10 đến 15 năm, thậm chí có khi lâu hơn.Tuổi thọ dài như vậy đòi hỏi độ tin cậy tuyệt vời của phần cứng để giảm chi phí bảo hành và thu hồi OEM và nhà cung cấp.Đó là trong giai đoạn "sử dụng" mà các nhà cung cấp cho thị trường phụ tùng có cơ hội lớn nhất, đặc biệt là sau khi xe đã hết hạn bảo hành.Số vụ tai nạn ô tô cũng mang lại cơ hội kinh doanh, vì ô tô cần thay thế hệ thống phần cứng điện tử.

Giai đoạn phần mềm

Giai đoạn "xây dựng" là phần khó khăn nhất của phần mềm và thường là giai đoạn tốn kém nhất trong kinh doanh phần mềm.Các dự án phần mềm lớn có một chu kỳ phát triển dài, bao gồm một quá trình kiểm thử khó khăn và cần phải sửa lỗi càng rẻ càng tốt.Tất cả các nền tảng phần mềm lớn đều có lỗi và các lỗi mới được tìm thấy trong suốt vòng đời của phần mềm.Với mối quan tâm ngày càng tăng về an ninh mạng, một lớp lỗi phần mềm mới - lỗ hổng bảo mật mạng - đã xuất hiện trong mã hoàn chỉnh mà tin tặc có thể khai thác để tấn công mạng.Hầu hết các lập trình viên ô tô không phải là chuyên gia trong công nghệ an ninh mạng và họ không biết cách tránh những đoạn mã dễ bị hack.

Giai đoạn "xây dựng" phần mềm cũng đòi hỏi một hệ sinh thái rất mạnh để phát triển các chương trình mới và kiểm tra phần mềm.Hệ sinh thái ô tô đã phát triển tốt và hiện có thể được phát triển bằng phần mềm mã nguồn mở.

"Sản xuất" phần mềm thường là giai đoạn rẻ nhất, vì hầu hết phần mềm chạy trên hệ thống phần cứng là miễn phí.Mặc dù một số phần mềm yêu cầu phí cấp phép, nhưng chúng thường chỉ chiếm một phần nhỏ chi phí của các thành phần phần cứng."Sản xuất" phần mềm về bản chất là tải các chương trình vào hệ thống điện tử của ô tô, và bạn có thể chọn thời điểm và cách thức tải phần mềm vào hệ thống.

Giai đoạn "tiếp thị" của phần mềm thay đổi tùy theo phân khúc thị trường và loại hệ thống.Trong hầu hết các trường hợp, giai đoạn “tiếp thị” phần mềm cũng yêu cầu nhà cung cấp cấp 1 trở thành một phần của hệ thống điện tử ô tô.

Các tính năng phần mềm cũng có tác động ngày càng tăng đến doanh số bán xe và tác động gián tiếp này phụ thuộc vào mức độ triển khai của giao diện người-máy (HMI) hoặc chức năng.Khả năng sử dụng phần mềm sẽ ảnh hưởng đến một số tính năng ngày càng tăng, chẳng hạn như khả năng kết nối của xe, nâng cấp OTA, nâng cấp chức năng, ADAS và khả năng lái xe tự hành trong tương lai.Nếu phần mềm không thực tế, chiếc xe sẽ không nhận được đánh giá tốt từ người dùng tiềm năng, điều này có thể ảnh hưởng đến doanh số bán hàng trong tương lai.Các đánh giá tiêu cực luôn là một vấn đề với các hệ thống thông tin giải trí tiên tiến và apple và Google đã thành công trong việc giải quyết vấn đề này với hệ thống tích hợp thông tin giải trí / điện thoại thông minh được phát hành gần đây của họ.

Giai đoạn “sử dụng” của một chiếc ô tô thường kéo dài từ 10 đến 15 năm, đôi khi lâu hơn ở nhiều quốc gia.Một số lượng lớn các lỗi phần mềm cần được sửa trong thời gian sử dụng lâu dài như vậy.Để giảm chi phí bảo hành và thu hồi cho các Oem và các nhà cung cấp phần mềm, cần có công nghệ tải xuống trên máy bay (OTA) chi phí thấp để sửa lỗi và cập nhật phiên bản phần mềm.

Trong giai đoạn "sử dụng", các doanh nghiệp phần mềm như một Dịch vụ (SaaS) và phần mềm đám mây có tiềm năng tăng trưởng lớn;Kiến trúc hệ thống bảo mật dựa trên SaaS có triển vọng tốt.Cơ hội chính trong giai đoạn "sử dụng" được xem là sửa các OTA bị lỗi và cập nhật phần mềm chức năng;Nội dung thông tin giải trí thông qua SaaS ngày càng phát triển;Tai nạn ô tô cũng tạo ra rất nhiều cơ hội kinh doanh vì các hệ thống phần cứng mới đòi hỏi phần mềm mới.

Trong tương lai, với sự phát triển của công nghệ cao, ngày càng nhiều nền tảng phần mềm tốt sẽ được sử dụng trong ngành ô tô.