被低估的ECU軟件開發，憑什么成OEM跑贏市場的殺手锏？

原創高工智能汽車 2024-12-11 17:31

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作為汽車EE架構中最小的組件，ECU至關重要。

事實上，車輛的大多數控制和通信任務，由各種微控制器作為電子控制單元(ECU)的一部分來完成。借助ECU，汽車的整體表現與安全保障將得到顯著增強。

比如，在防抱死剎車系統（ABS）等安全要求更高的汽車駕駛功能，ECU可依據輪速信息來調控制動壓力，避免輪胎鎖死，從而提高行車安全性。

根據數據統計，一輛標準現代車輛包含超過40個ECU，高端車型則多達150個甚至更多。盡管軟硬解耦、電子電氣架構往集中式演進等趨勢，導致傳統ECU被取代，但由于嵌入式系統能夠確保實時性能和功能安全達到ASIL-D，未來將繼續存在車端并發揮決定性作用。

眼下，隨著車輛型號和功能的不斷增加，以及整車開發周期加速縮短，對OEM和各供應商而言，確保ECU軟件開發過程高效且可靠，比以往任何時候都顯得更為重要。

然而在新汽車快速發展中，OEM推動智能化創新的同時，特別是在高級駕駛輔助系統(ADAS)和自動駕駛方面，常常掩蓋了維護和優化深度嵌入式微控制器標準工具鏈的必要性。即ECU復雜度在不斷增加，背后的軟件開發也變得更具挑戰。

在易特馳看來，圍繞ECU軟件開發的更迭，將在未來幾十年影響著汽車的開發速度、成本優勢和安全性，是OEM保持并提升汽車市場競爭力的關鍵因素。

ECU安全兜底，筑牢整車安全防線

誠然，作為汽車的智能中樞，ECU負責控制和管理車輛各種系統的功能，例如制動系統、轉向系統、車身控制系統等，其安全性直接關系到車輛的整體安全性和性能。

不過，隨著智能化加速，汽車互聯更緊密且更容易受到網絡威脅，確保ECU軟件開發中強大的網絡安全十分重要，需要采取整體的網絡安全措施來保護車輛系統和數據。

一方面，網絡威脅的多樣性和不斷發展，使得保護ECU系統免受惡意軟件、黑客攻擊和未經授權的訪問變得更復雜。

而針對復雜的ECU網絡安全威脅，易特馳認為可通過多層安全體系結構，即使用多層方法，包括加密、身份驗證、入侵檢測和安全引導機制，以全面解決各種威脅，保障ECU開發過程中的數據安全、通信安全、軟硬件安全等。

例如在汽車ECU開發過程中，需確保只有授權的設備或軟件才能訪問ECU，并使用加密技術保護身份認證信息，防止身份偽造；以及實施細粒度的訪問控制機制，控制不同主體對ECU的訪問權限等。

其次，由于ECU的計算資源有限，因此在不影響性能的情況下實現全面的安全措施具有挑戰性。還需針對微控制器有限的資源量身定制應用輕便、高效的安全協議，以確保在不影響性能的情況下進行保護。

另外，在不同地區和行業之間遵守不同的和嚴格的網絡安全法規，也增加了ECU開發過程的復雜性。

比如，自2024年7月起，所有向歐盟出口的汽車整車均需要符合UN-R155。

作為全球首個涉及車輛網絡安全的國際法規，UN-R155法規要求汽車制造商和相關供應商在設計和生產車輛時實施嚴格的網絡安全措施，以保護車輛免受網絡攻擊和數據泄露的威脅。

隨后，在2024年8月23日，中國強制性國家標準GB 44495-2024《汽車整車信息安全技術要求》（簡稱“國標”）也正式發布，將于2026年1月1日開始對新申請的認證車型生效，要求滿足嚴格的網絡安全標準。

對比UN-R155，國標的差異化在于，對外部連接安全、通信安全、數據安全、軟件升級安全等四個方面設定了具體的信息安全技術要求，并提供了相應的檢查和試驗方法。

這也意味著，即便已經通過UN-R155法規車型認證的產品，在開發國內車型時，仍需要進行針對性的技術調整以滿足國標要求。

因此，ECU軟件開發還要遵守各地的法規標準，尤其是適應不斷發展的全球汽車網絡安全法規。這需要實時監測更新并將其納入汽車開發生命周期，以保證ECU軟件開發網絡安全與時俱進。

作為汽車網絡安全的先驅，易特馳致力于幫助客戶管理復雜的ECU開發網絡安全、降低網絡安全風險并助力挖掘最大化商業潛力，提供全面的網絡產品組合和專業服務，其解決方案保護著全球數百萬輛汽車，樹立了軟件定義車輛網絡安全的標準。

比如，易特馳專門針對嵌入式系統需求的加密庫ESCRYPT CycurLIB，提供加密算法和安全標準的高效實現，特別為資源受限的ECU系統設計，支持所有常用的加密算法和證書標準（包括中國標準），支持AUTOSAR和非AUTOSAR配置，可以在所有平臺上運行，并且在速度、RAM和ROM方面，可以針對不同的處理器實現優化。

另外，其創新且靈活的HSM安全固件ESCRYPT CycurHSM，可部署在包括域控制器在內的任何汽車電子控制單元 (ECU) 中，確保ECU的安全啟動、車內通信安全以及ECU組件的保護，符合ISO 26262 ASIL-D、Automotive SPICE和ISO/SAE 21434等標準。

值得一提的是，易特馳在英飛凌第二代AURIX? TC3xx 硬件安全模塊 (HSM) 上實施的ESCRYPT CycurHSM，曾在2023年成功通過美國國家標準與技術研究院（NIST）的密碼算法驗證計劃（CAVP）認證，完全能夠支持 CAVP 驗證的加密算法實施。

30年行業老兵出招，化解復雜標定難題

除此之外，復雜標定也是ECU軟件開發面臨的巨大挑戰之一。

誠然，作為ECU軟件開發的重要流程，標定影響著車輛整體性能。包括標定過程中，要確保軟件適應物理系統，以及對應用程序中數量龐大的標定參數進行優化調整，并考慮軟件功能和ECU之間的大量相互作用等。

具體來看，一方面，處理ECU文檔和確保準確的標定是一項復雜的任務，常常受到信息不同步和知識遷移效率低下的影響，恐降低整體生產力，消耗過多的工程時間。與此同時，還可能延長ECU開發周期，并推遲整車開發項目時間，增加資金成本。

另一方面，ECU開發過程的標定錯誤率較高，若誤解標定參數導致設置錯誤，需要重復測試和重新標定；同時配置錯誤的參數可能不符合法規標準，易導致代價高昂的修訂和召回。

針對上述難題，易特馳結合過去30年的深度嵌入式汽車軟件經驗，提出了一系列應對挑戰的方法和解決方案。

一是增強文檔和知識共享。即提供全面的文檔，清楚地解釋每個標定參數，包括其用途、與其他參數的相互依賴關系，及其對系統的影響等，實現交互式文檔解決方案以減少錯誤并提高流程效率。

二是建立用戶友好界面。通過使用只向用戶提供相關參數和選項的解決方案，簡化標定過程；使用可視化滑塊和動態圖表，讓理解和調整標定設置變得更容易。

三是使用自動化和標準化工具。比如INCA-FLOW，它作為使用自動化工具具有直觀的UI界面，并用于來處理常規的標定任務，以減少手工操作并簡化標定過程，同時還可確保不同項目和團隊之間的一致性和可靠性。

四是利用仿真與數據建模。即通過仿真和建模工具ASCMO創建數學模型，在不對實際硬件產生影響的情況下，使用訓練后的數學模型對標定參數尋優和生成，以及在MOCA環境里對物理模型參數根據測試數據進行自動標定；此外，基于數學模型的設計方法將數學模型嵌入到ECU系統模型中，使操作和測試更容易。

基于此，易特馳打造的標定解決方案和實時標定驗證解決方案，將數據轉化為有價值的信息和工具，提高了ECU標定效率和準確性，具備極強的市場競爭優勢。

比如，伴隨著近20年汽車工業的發展，易特馳的汽車標定測試診斷工具INCA，已經進化為一個強大的標定解決方案集成平臺，可用于內燃機動力系統、電動車動力系統、熱管理、底盤等跨領域的標準化硬件和軟件工具。

值得一提的是，INCA具備用戶友好的界面，不僅簡化了標定設置、實時分析和可視化，還減少了搜索時間和優化標定參數。截至目前，INCA基礎工具鏈及各種插件已被全球超5萬名用戶廣泛應用于ECU項目開發過程中。

另外，易特馳的交互式軟件文檔解決方案EHANDBOOK，以交互式、圖形化的方式來顯示ECU軟件的功能邏輯，可讓復雜的汽車軟件易于理解，尤其是有助于理解ECU功能之間的信號流和依賴關系，顯著降低了ECU軟件復雜性，最小化了無效搜索的時間。

在實際應用中，結合EHANDBOOK和INCA工具，有效減少了數據搜索、分析和傳輸等手動任務。且INCA實驗可以在EHANDBOOK中自動設置，使工程師能夠無縫切換于理解ECU功能與實施變更，支持快速訪問所需數據，可即時反饋以便高效故障排除，顯著提升了在ECU標定和診斷方面團隊的效率、準確性和協作能力。

可見，易特馳依托齊全的無綁定、可拓展的ECU軟件開發解決方案，實現了工具之間的無縫集成和通信，不僅有助于OEM和供應商降低整體項目成本，還做到了軟件開發過程的效率最大化，可高效解決汽車嵌入式微控制器軟件功能開發的整體網絡安全、復雜標定等挑戰。