汽車中采用的技術(shù)和軟件數(shù)量的顯著增長推動行業(yè)的發(fā)展迎來新的拐點，由此發(fā)展為所謂的軟件定義汽車 (SDV)。

在軟件數(shù)量的指數(shù)級增長、人工智能 (AI) 的不斷發(fā)展，以及新一代 SDV 的代碼數(shù)量預(yù)計將多達十億行的基礎(chǔ)上，汽車行業(yè)還面臨著電氣化發(fā)展、自動化水平的提高，以及新型的車載數(shù)字體驗等方面的更多復(fù)雜性挑戰(zhàn)。這一切需要汽車制造商對電氣電子 (E/E) 架構(gòu)進行再構(gòu)思，致使整合的水平將不斷提升，以至于牽動對性能、功能安全及可靠性更高的要求。在計算需求更加復(fù)雜的背景下，供應(yīng)鏈面臨著挑戰(zhàn)，汽車行業(yè)希望通過簡化汽車芯片和軟件的開發(fā)與部署，加快上市進程。

面對多重挑戰(zhàn)，市場迫切需要一套能夠在開發(fā)伊始就可提供全新硬件和相應(yīng)軟件支持的新方法。通過擴展 Arm 汽車增強 (AE) IP 產(chǎn)品組合，Arm 為汽車合作伙伴帶來了新一代的前沿技術(shù)。然而，為了助力合作伙伴進一步實現(xiàn)芯片和軟件開發(fā)與部署，我們還需要一項關(guān)鍵技術(shù)的加持，即本次推出的基于前沿技術(shù)的全新虛擬原型平臺。

為什么需要虛擬原型平臺？

借助虛擬原型平臺，我們的汽車合作伙伴無需等待物理芯片，就能通過虛擬原型的方式對 IP 進行評估。它重塑了合作伙伴的設(shè)計流程，加快了 SDV 芯片和軟件的開發(fā)和部署，縮短了上市進程。這一變化至關(guān)重要，因為為了跟上軟件指數(shù)級的增長速度，提早啟動開發(fā)流程就顯得尤為關(guān)鍵。我們預(yù)測，全新的虛擬原型平臺、全棧軟件解決方案以及新一代的 Arm AE IP 的推出，可為行業(yè)節(jié)省大量時間和成本，并可縮短多達兩年的開發(fā)周期。

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虛擬平臺的三個關(guān)鍵用例

專為先進駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS)、車載信息娛樂系統(tǒng) (IVI) 和智能座艙等 AI 驅(qū)動的特定汽車功能而構(gòu)建的全新虛擬原型平臺，主要鎖定 SoC 設(shè)計和軟件開發(fā)流程的三個關(guān)鍵用例：

SoC 架構(gòu)的探索。通過虛擬原型平臺，我們的汽車合作伙伴可以在開發(fā)芯片時更細致地了解所選擇的 SoC 架構(gòu)。

用于基礎(chǔ)軟件平臺開發(fā)和集成的固件、實時操作系統(tǒng) (RTOS) 和設(shè)備驅(qū)動程序，其中包括操作系統(tǒng)移植以及驅(qū)動程序和中間件開發(fā)。

功能/應(yīng)用開發(fā)和單元測試，為軟件應(yīng)用開發(fā)和驗證提供支持。

Arm 攜手合作伙伴推出虛擬原型平臺

雖然多數(shù)搭載全新 Arm AE IP 的芯片的物理開發(fā)板將于 2025 與 2026 年之間交付，但虛擬原型平臺的推出，使我們的汽車合作伙伴能夠在第一時間進行虛擬原型的工作。這意味著在獲得物理芯片前，他們就可以著手評估設(shè)計選擇。

我們通過 Arm Fast Model（快速模型）創(chuàng)建 Arm AE IP 模型，將這些模型技術(shù)授權(quán)給我們的 EDA 合作伙伴，再由他們將構(gòu)建的工具授權(quán)給汽車合作伙伴。這項工作主要側(cè)重于基礎(chǔ)軟件平臺的開發(fā)和集成。

Arm 的 EDA 和云服務(wù)設(shè)計合作伙伴也針對上述三個用例發(fā)布各自的虛擬原型平臺。憑借適用于 SDV 的 PAVE360 軟件，西門子 EDA 將云上的加速“硅前開發(fā)”增添至其硬件輔助驗證產(chǎn)品組合中。

該解決方案是首個支持全新 Arm Cortex-A720AE CPU 的加速仿真環(huán)境。在 AWS Graviton 處理器上運行的 Corellium 自有建模技術(shù)，可提供具有功能代表性的 IP 虛擬原型，同時滿足高級 AI 工作負載和電子/電氣架構(gòu)整合所需的高性能。上述兩個虛擬原型平臺均提供基于云端的 Arm IP 加速模型，以實現(xiàn)高效的軟件開發(fā)和驗證體驗。楷登電子 (Cadence) 也正與 Arm 開展合作，基于其 Helium Virtual 和 Hybrid Studio開發(fā)一款參考設(shè)計和軟件開發(fā)平臺，加速面向 ADAS 應(yīng)用的芯粒開發(fā)。今年，Arm 的合作伙伴將陸續(xù)發(fā)布更多的虛擬原型平臺。

實現(xiàn)指令集架構(gòu)對等

虛擬原型平臺旨在幫助實現(xiàn)云端和邊緣側(cè)用例之間的指令集架構(gòu) (ISA) 對等，也稱為“環(huán)境對等”，即在云端和邊緣側(cè)（汽車中）使用完全相同或幾乎相同的指令集架構(gòu)。Arm Neoverse 平臺在云市場的成功，加上 Arm AE IP 在汽車領(lǐng)域的普及，意味著基于 Armv9-A 架構(gòu)的 ISA 實現(xiàn)了云端和邊緣側(cè)的環(huán)境對等。

以 PAVE360 平臺為例，相同的 ISA 分別通過基于 Cortex-A720AE 的虛擬原型平臺存在于汽車中，且借助基于 Arm Neoverse 的 AWS Graviton 實現(xiàn)于云上。這意味著汽車應(yīng)用可以在云端開發(fā)后，無縫地部署到邊緣側(cè)，實現(xiàn)更高效、更快的汽車軟件開發(fā)體驗。此外，只要接口的行為相同，云端和邊緣側(cè)就可以使用相同的二進制文件。雖然這取決于虛擬原型和汽車之間的差異，但仍意味著在汽車開發(fā)的過程中無需重新編譯二進制文件或進行重復(fù)驗證的工作。

這加快了整體質(zhì)量控制和功能安全認證。西門子 EDA 已與 Arm 及 AWS 展開密切合作，將 PAVE360 平臺上云，確保 Arm AE IP 的虛擬原型平臺的順暢評估。

云邊部署

由 ISA 對等和虛擬原型平臺實現(xiàn)的全新云邊開發(fā)方法，旨在改變傳統(tǒng)的嵌入式軟件開發(fā)思維。而這種改變勢在必行，因為當前的嵌入式軟件開發(fā)方法顯然無法跟上軟件復(fù)雜性的增長速度，特別是考慮到軟件復(fù)雜性和生產(chǎn)力水平之間的差距不斷擴大。麥肯錫的一項研究[1]指出，根據(jù)對 200 多個汽車項目的分析，雖然軟件復(fù)雜性增加了 5.5 倍時，生產(chǎn)力僅增加了約 1.2 倍。

云邊開發(fā)的方法意味著軟件可以在云端開發(fā)，并集成到 CI/CD 工作流中，從而實現(xiàn)連續(xù)性的構(gòu)建、測試和驗證。還能帶來更多優(yōu)勢，例如：同時運行多個高性能工作負載，簡化汽車開發(fā)流程，提高軟件生產(chǎn)力，以及改進現(xiàn)代汽車安全型架構(gòu)中常見的跨異構(gòu)計算域的多線程工作負載。

助力實現(xiàn) SDV

虛擬原型平臺的開發(fā)是 Arm 實現(xiàn)軟件定義汽車愿景的四大支柱（行業(yè)合作、標準、現(xiàn)代方法論和汽車仿真）中的重要組成。得益于 SOAFEE 項目和采用基于標準的方法，我們的軟件生態(tài)伙伴能在虛擬原型平臺推出的伊始就提供全棧軟件解決方案。SOAFEE 項目吸引了來自汽車行業(yè)和軟件社區(qū)中領(lǐng)先企業(yè)的加入，并在實現(xiàn)軟硬件解耦、開發(fā)新的軟件方法以支持如混合關(guān)鍵編排等各種功能發(fā)揮關(guān)鍵作用。同時，通過如 SystemReady 和 PSA Certified 等支持針對工作負載可移植性的開放標準，Arm 將繼續(xù)推動整個汽車行業(yè)實施可靠的標準。這一切都為了全面支持 Arm 的汽車和軟件生態(tài)系統(tǒng)，助力其開發(fā)和部署 SDV 中的計算解決方案。

汽車“左移” 策略

全新虛擬原型平臺的推出旨在大幅度縮短上市進程，并解決行業(yè)計算和供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)。因此，它在汽車開發(fā)與部署中實施更廣泛的“左移”策略上發(fā)揮了重要作用。我們與 EDA 以及云服務(wù)設(shè)計合作伙伴協(xié)作，共同帶來虛擬原型平臺，以加速開發(fā)和部署進程，并實現(xiàn)從云到邊的順暢汽車開發(fā)流程。

我們的終極目標是提供汽車技術(shù)平臺，帶來出色的性能、效率和規(guī)模，并在汽車的整個生命周期中實現(xiàn)更快的軟件開發(fā)和持續(xù)更新。我們期待廣大的汽車合作伙伴能夠立刻體驗并深入探索全新的虛擬原型平臺，感受這些技術(shù)為軟件與 SoC 開發(fā)者，乃至整個汽車生態(tài)系統(tǒng)帶來的優(yōu)勢。這勢必將加速軟件定義汽車的發(fā)展步伐，帶來更加沉浸、流暢的無縫駕駛體驗。

審核編輯：劉清