2019年车载智能计算基础平台参考架构1.0.pdf

车载智能计算基础平台 参考 架构 1.0 （ 2019 年） 中国软件评测中心 智能网联驾驶测试与评价工业和信息化部重点实验室 赛迪（浙江）汽车检测服务有限公司 二一九年 五 月 指导单位 工业和信息化部电子 信息 司 顾 问 李克强 清华大学 尚 进 清华大学 乔跃山 工业和信息化部电子 信息 司 卢 山 中国电子信息产业发展研究院 瞿国春 工 业和 信 息化 部装备工业发展中心 指导专家 （按姓氏笔画排序） 计卫星 北京理工大学 田 锋 中兴通讯股份有限公司 庄 莉 上海蔚来汽车有限公司 刘法旺 中国电子信息产业发展研究院 李丰军 中国第一汽车集团公司 李星宇 北京地平线机器人技术研发有限公司 李振亚 华为技术有限公司 张海涛 上海汽车集团股份有限公司 陈文琳 吉利汽车研究院 罗 蕾 电子科技大学编 写 单位 工业和信息化部计算机与微电子发展研究中心（中国软件评测 中心 ） 工业和信息化部 装备工业发展中心 清华大学 国汽 (北京 )智能网联汽车研究院有限公司 电子科技大学 北京理工大学 华为 技术有限公司 中兴通讯股份有限公司 北京地平线机器人技术研发有限公司 汽车电子产业联盟 参 研 单位 （按拼音排序） 东风汽车集团有限公司 上海汽车集团股份有限公司 上海蔚来汽车有限公司 浙江吉利控股集团 郑州宇通集团有限公司 中国第一汽车集团公司 版权声明 本白皮书版权属于中国软件评测中心，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文字或者观点的 ， 应注明 “来源 ： 中国软件评测中心 ”。 违反上述声明者 ， 本单位将追究其相关法律责任 。 I 目录 编制概要 . 1 （一） 编制方法 . 1 （二） 特别说明 . 1 一、 编制背景 . 3 （一） 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 . 3 （二） 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 . 4 （三） 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 . 5 二、 车载智能计算基础平台参考架构概述 . 8 （一） 参考架构总体框架 . 8 （二） 参考架构软硬件特点 . 10 三、 异构分布硬件架构 . 12 （一） AI单元 . 12 （二） 计算单元 . 12 （三） 控制单元 . 12 四、 自动驾驶操作系统 . 14 （一） 系统软件 . 15 （二） 功能软件 . 17 五、 工具链 . 21 （一） 开发工具 . 21 （二） 集成工具 . 21 （三） 仿真工具 . 21 （四） 调试工具 . 22 （五） 测试工具 . 22 六、 安全体系 . 23 （一） 功能安全 . 23 （二） 信息安全 . 24 II 七、 发展建议 . 26 （一） 明确发展思路，保持发展定力 . 26 （二） 加快产品研发，引导生态建设 . 26 （三） 深化架构研究，加快标准研制 . 27 （四） 加强能力建设，强化安全保障 . 27 附件：缩略语 . 28 1 编制概要 （一） 编制方法 一是研究学习国内外相关文献，充分 参考 借鉴国内外 最新产业 动态和 研究 成果。 二是调研国内外计算平台相关企业，汇集整理和分析来自实践应用的相关素材。 三是邀请行业专家 进行 技术 研讨和 咨询评审。 （二） 特别 说 明 1） 研究聚焦车载智能计算基础平台 汽车 产业 是 我国 国民经济的重要支柱产业 ，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 ， 汽车电子电气架构 正在由 分布式向集中式 持续 演进 ， 自动驾驶成为产业竞争的焦点，汽车 电子 产业链 和 技术链面临重构。在此背景下，对于支撑实现 自动驾驶功能 的 车载智能计算平台 而言， 其 重要性 更加 凸显 。 国内外企业 都在积极布局，加快 推进 产品 研发和应用示范 。 为 凝聚共识、形成合力 、 加快推进 车载智能计算基础平台的 研发和 应用 ， 在 车载智能计算平台白皮书（ 2018 年） 研究 的 基础上，本白皮书聚焦车载智能计算基础平台 的 参考架构 研究 。 车载智能计算基础平台 研究 涉及法律、道德、伦理、文化等诸多领域 。 根据 ISO/IEC/IEEE 42010:2011系统和软件工程 架构描述，2 参考架构包括商业、使用、部署、功能等 多个 视角。本白皮书 重点研究 车载 智能计算基础平台关键技术， 侧重 参考架构 的 功能视角。 2） 研究内容仍有待进一步丰富完善 本参考架构的主要观点和内容仅代表编制组目前对车载智能计算 基础 平台的研 判和思考，欢迎各方专家学者和企业代表提出宝贵意见，共同推动研究的 及时更新和纠偏 。本白皮书为车载智能计算平台白皮书（ 2018年）的 深化 研究，后续中国软件评测中心将会继续推出汽车智能计算平台白皮书（系列）。 3 一、 编制 背景 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 。 （一） 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 智能网联需求 持续 推动汽车电子电气架构变革。 随着汽车智能化 、网联化发展， 汽车电子底层硬件 不再 是 由 实现单一功能的单一芯片 提供简单的逻辑计算，而是 需要提供更为强大的 算力 支持 ；软件也不再是基于某一固定硬件开发， 而是 要 具备 可移植、可迭代和可拓展 等特性。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 。 智能网联汽车需要 集成 不同类型 的 计算 模块 以 满足应用 服务 需求。 目前， 智能网联汽车 内部 需 集成 ECU、域控制 器 等多种计算 模块 ，自动驾驶 和 智能座舱 计算 模块 是产业探讨的热点。 自动驾驶是智能网联汽车的核心功能， 需要满足高 安全 、 高可靠 等 要求 ，将会引发汽车产业链和技术链的重构。发展支撑实现自动驾驶功能的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 。 4 图 1 汽车电子电气架构演进趋势（来源：博世） （二） 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 自动驾驶 的重要性 日益 凸显 ， 世界 各国加速布局。 自动驾驶是汽车产业与人工智能、物联网、高性能计算等新一代信息技术深度融合的产物，是当前汽车与交通出行领域智能化和网联化发展的主要方向，是解决交通安全、道路拥堵、能源消耗等问题的重要手段 ， 是智能网联汽车发展的核心基础技术。目前，全球主要发达国家和地区，都将自动驾驶作为汽车产业发展的重要方向，纷纷制定发展战略 ，抢占发展先机 ，通过 优化 政策 法规 、 制定 标准 规范 、 推动产业协同研发和 示范 运营 等 多种 措施，加快推动产业化进程 。 车载智能计算平台成为行业竞争热点，国内外企业 纷纷发力 。 对于支撑 实现自动驾驶功能的 车载智能计算平台 ，受到 国内外 研究机构和企业 的 高度重视，产业界正在加速 推进 相关探索和实践。 以英特尔、