百年汽车向软件转型的行业背景

原创 汽车电子与软件 2025-01-22 08:49

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作者 | 杨修文


           

 

荐言:本文节选自修文兄的新书《智能汽车电子与软件:开发方法、系统集成、流程体系与项目管理》,这本书凝聚了作者在OEM与Tier. 1 十余年的技术开发与管理的实践与思考。系统地阐述了汽车软件产品的开发方法、流程体系、项目管理等,这对当下正处于软件定义汽车转型的汽车行业从业者极具参考价值。


在写下本书正文的第一句话前,我停了有半个小时。作为一个汽车行业老兵,面对这个我仍持续投入着热情与汗水的东西,一时不知从何处落笔。


确实,汽车在这一两百年内的发展实在太过于宏大,无数的思想、技术、人才都肇始或成熟于此。而如今,又有大量的新企业、新思潮涌入,从任何一个角度切入都将会是鸿篇巨著,想要全面,实难驾驭。


另外,考虑到本书不是针对汽车产业的研究,所以,为服务我们的主题——汽车软件开发转型,本章会概要地梳理与“软件”进入汽车相关领域的一些典型的行业背景,挂一漏万,抛砖引玉,或许这能让我们更容易理解软件在这头古老巨无霸之间穿梭时的种种。




#01

百年汽车走向软件
 
1886年1月29日,颇具知识产权意识的德国工程师卡尔·本茨(就是奔驰创始人的那个本茨)为世界上第一辆三轮汽车申请了专利。自此,1886年基本被公认为汽车元年,汽车时代开始了。

走到21世纪第3个10年,汽车工业已经过了130多年的发展,其中起起伏伏、来来往往、生生死死的故事更是不计其数,但弱水三千,只取一瓢饮,我选取了其中与我们主题比较相关的8个节点来串一下它的脉络,如图1-1所示。


图1-1  百年汽车的8个节点   

1.1 手工打造奢侈品的法系车 


尽管汽车发明于德国,但却是在法国发展起来的。

或许是来源于法国人骨子里的浪漫,也或许是由于产业发展的阶段性,在汽车时代早期,以法国为中心的欧洲汽车工业,基本采用的都是在手工作坊完成豪华打造的模式,面对的人群自然都是有钱人。有钱人的相同点呢,都是有钱,不在乎售价;不同点就在于五花八门的需求,有追求速度的、有追求奢华感的、有追求外观的、有追求独特logo的……据说,同样款式的汽车最多不会超过50辆。

总之,这时的汽车企业是按照订单进行单件小批量的设计制造,属于奢侈品。顾客是上帝,有钱的顾客更加是,这一小撮人的需求就是这个阶段汽车业发展的动力和方向。比如,直至现在仍然有不少手工工艺的阿斯顿·马丁就是当时的品牌之一。

写到这里,可以关联到另一个现象,就是敏捷开发,尽管敏捷不能完全等同于单件小批,但其中不乏诸多相似之处。

贴近客户、贴近客户需求、贴近频繁变化的客户需求在敏捷与单件小批中都是有所体现的,敏捷里的全栈人才和阿斯顿·马丁拥有高超且全面的钣金技艺的工人也有某种相通之处。

新事物的诞生与发展,似乎都是伴随着高价定制小部分人的需求开始的,但这个阶段的巨大成本是必然要去突破的障碍,而后走向成熟化、普适化。从这里,我们或能理解一些智能汽车发展初期的表现。

1.2 面向95%平民的福特 


奢侈品,有人喜欢,有人不喜欢,福特就不喜欢。

1903年,务实且强势的福特汽车成立了。其创始人亨利·福特非常不认可欧洲汽车只针对5%富豪的思路,他认为那95%的平民才代表真正的汽车市场,这批人没有多少钱,也没什么特别的嗜好,不追求什么享受和精美,车就是车,就是便宜、简洁、结实、耐用和安全送达目的地......   

在这样的考量下,超级产品T型车在1908年被推出了,果如福特预期,这款被宣称为“可以在黑色里选择任何颜色”的单一车型大获成功,也成为老百姓能买得起的第一辆汽车,如图1-2所示。


图1-2  福特T型车

1914年,基于标准化和互换性的理念,世界上第一条流水线也在福特诞生。流水线的加持,让T型车如虎添翼,曾创造了单一车型最高产量的世界纪录,美国也逐渐从欧洲手里夺走了汽车工业中心的位置。

时至今日,流水线的标准化作业依然是汽车行业典型的特征,汽车行业里“量产”的概念就是来源于此。当然,尽管福特先生自己反复解释,标准化不意味着僵化、死板,现代汽车工业也持续在柔性化生产、快速换型等方向努力,但标准化和差异化天生是矛盾的两极。   

软件开发中,要不要严格按照流程执行,要不要平台化、标准化开发,也始终是争论的焦点。要与不要,各有优劣势,核心在于是否符合当下的形势。

所以,福特的T型车虽然很超级,但并非无敌。当这个基础需求市场被填满以及随后人群更多的需求被释放后,T型车原本的经典、简洁就变成了落后、单调。

1927年,T型车寿终正寝,停产了。

1.3 欧洲汽车品牌百花齐放 


T型车停产的背后,有着欧洲汽车业的一份“功劳”。

没有什么战略或方法是百试百灵的,相对更擅长天马行空而不精于规模化的欧洲车企,开始在产品多样化上持续下功夫,于是,整个欧洲大地迸发出各式品牌,如图1-3所示。


图1-3  欧洲的各大汽车品牌

在这其中又有各式风格,豪华的、平民的、大的、小的、复古的、现代的、轻盈的、厚重的…… 
 
真可谓精彩纷呈,令人眼花缭乱。

有些司机可能开过一款方向盘中心不转的雪铁龙,抛开被大家诟病为“史上最反人性设计”的评价,法系车的大胆设计却也是可见一斑。

再加上,欧洲各国本就具有多元的文化特点,多样化凸显出其优势,同样也带动了规模化,1966年,欧洲汽车产量超过北美,欧洲再次回到了汽车工业的中心。

所以,标准化与多样化从来都是一体两面,很难界定孰是孰非。智能化时代下,平台化与定制化、敏捷与瀑布、质量与效率、管理与自组织……汽车行业持续和历史里的那些故事一样,时刻考验着我们选择与平衡的智慧。

1.4 通用推进汽车组织现代化 


作为名气与福特并列的通用汽车,我们在前面并没有提到其明显的贡献。实际上,汽车工业的组织现代化,在某种程度上,可以说是主要由通用来完成的。

福特解决了“量产”的技术问题,而早期福特的管理制度有着其创始人强烈的个人色彩,通用却在斯隆(艾尔弗雷德·斯隆,通用汽车第八任总裁)的领导下建立了现代化的管理体系和分权制度。

我们不去涉及太多的管理学概念,这里借用彼得·德鲁克在斯隆自传《我在通用汽车的岁月》的序言中的一段话:“他是第一个在一家大型公司里设计出了一套系统化的组织架构、规划和战略、评估体系以及分权原则的人。简而言之,就是一套管理学的基本概念。说句题外话,作为管理的设计师和缔造者,斯隆的工作确实就是美国在第二次世界大战中取得的成就中的一个主要因素,它不但促使美国的工业界为空前的生产任务进行总动员,而且几乎是在转瞬之间从毫无准备的状态和严重的大萧条中振作起来。”   

在汽车行业的人,多数都知道GVDP(Global Vehicle Development Process,全球整车开发流程),这个来自于通用的整车开发体系基本成为行业的标杆与框架。

数字化是我们现在炒得非常热的概念,而在20世纪60年代,以通用为代表的美国车企已经实现了90%以上的计划与管理数字化、自动化。当然,现在的数字化有更多的内涵和适用场景,但我们可能需要知道这个看似传统的汽车业在多方面都有着深厚的积累。不管是转型还是融合,我们都需要面对汽车行业的历史沉淀。

1.5 丰田与精益互相成就 


丰田在汽车领域里并不算前辈,汽车被发明的8年后,丰田汽车创始人——丰田喜一郎才出生。直到1950年,喜一郎的表弟丰田英二还到早已是汽车霸主的福特底特律工厂参观学习。然而,30年后,丰田汽车产量超过美国,跃居世界第一。

这背后不可忽略的因素是“精益生产”,这一创举也是掀起了一场制造业运营管理的革命,同时,也扩展到了很多其他领域,包括敏捷、持续集成等软件开发中的诸多方法论都或多或少传承于精益,相关的精益方法论如图1-4所示。   


图1-4  精益生产相关方法论

在此之后,汽车行业也成为名副其实的“制造业的明珠”。

1.6 环保与安全法规的约束 


野蛮生长之后,交通事故、环境污染等问题逐渐浮出水面,引起了大众的注意。

欧洲、美国、日本也都相继颁布了相应的法律法规来规范汽车行业的发展,比如,欧洲的排放法规、绿色税收法规,美国的联邦汽车安全标准(FMVSS)、汽车召回法、空气清新法、平均油耗法,日本也在排放和安全方面制定了相应的法规。

从环保与安全始,涉及各个领域的强标、推标逐渐蔓延到汽车行业的方方面面,依法造车、卖车成为汽车行业的界限或底线。

当然,环保与安全到现在也依然是汽车行业的焦点,环保催生了新能源、电动车,而安全则成为软件落地的挑战。   

1.7 汽车全球模块化供应 


合资、收购、兼并、扩张始终伴随着汽车大企业的发展历程,可能没有哪个行业像汽车一样,分公司开遍了全世界,套用一个名词,就是全球化。

对应整车厂,零部件也走上了类似的海外扩张和兼并重组的路。复杂的组织模式会带来管理协调上的巨大障碍,大名鼎鼎的16949的诞生,在某种意义上,帮助统一了这样的乱局。自此,全球化的零部件分布设计供应与主机厂统筹协调组装成为一直延续至今的汽车行业的典型合作模式。

1.8 汽车智能的前身与延续 


前面讲的更多的是汽车在生产、组织、战略等层面的内容,不了解的人,似乎会觉得是不是只有这几年汽车里才有了软件,以前都是铁疙瘩?当然也不是。

所谓的智能汽车,并不是软件突然发现了古老的汽车,开始关注,而是电子软件整体发展的延续。1912年,凯迪拉克就首先使用了电子启动器,脱离了手摇杆的汽车看上去有了几分智能的样子。随后,1930年,美国的一家公司制造了一款名叫“摩托罗拉”的车载收音机5T71(对,就是那个做手机的摩托罗拉,如图1-5所示),这也算是智能座舱的原始版吧。   


图1-5  摩托罗拉车载收音机5T71

接着,20世纪60年代,汽车发动机开始使用半导体点火装置;到20世纪70年代,伴随着安全与环保的主题,电控喷油和引入微处理器的防抱死制动系统在汽车行业广泛应用;再然后,变速器控制、发动机管理、CAN总线、电子稳定系统、电子助力转向、安全气囊控制、汽车空调、汽车导航逐一亮相……直到我们熟悉的现代汽车。

在当下内心充满憧憬的时代,这些稳定在传统汽车里的电子软件基础依然是我们必然要面对和考量的,无中生有地呐喊颠覆、变革、跨越式发展,有时显得更像一个骗局。

以上算是蜻蜓点水地回掠了这百年的汽车工业,有辉煌、成功与经典,也有没落、失败与过时,以史为鉴,这也是所谓“软件定义汽车”的肩膀。



#02
汽车工业的特点——技术隐形化  

汽车工业一度是极为封闭的,属于那种赢家通吃、不怎么卷的行业,而封闭不仅仅是法规、标准的限制,很大一部分原因或者说一个表现是“技术隐形化”,借用以下两个点阐释下这个概念。   

2.1 NVH正在淡出理论研究 


汽车NVH(Noise、Vibration、Harshness,噪声、振动与声振粗糙度)是一门玄学,一长串的振动学公式很“玄”,复杂的频谱曲线很“玄”(如图2-1所示),数不清的工程变量很“玄”,有人听得到、有人听不到的感觉更“玄”。


图2-1  振动速度频谱示意图

“玄学”是工程师半玩笑、半吐槽的说法,但却体现了NVH技术的复杂性、非线性、无逻辑、无规律的特点,这使它并不比软件系统更好把握,无数学者、工程师绞尽脑汁并没有让大家对它的认识多透彻。可是,这个并未被透彻认识的NVH实际上不算是多新兴的技术,尤其在汽车工业积累比较深厚的欧美国家,NVH研究正在逐渐退出工程人员视线。

而这似乎是个悖论,一边是理论认知不透彻,一边又是研究减弱。那么,背后反映了什么道理呢?

NVH的本质或许未被探明,但工程化应用其实已经具有相当高的成熟度。其背后的很大一部分原因是,长期的实践、摸索、调整,已经让整个产业链中原材料选择、成型工艺参数、产品设计准则等各个环节都被打上了减轻NVH的烙印,技术已经隐形了,可能已经没人说得清楚来龙去脉,而行业惯例已经将这个复杂问题掩盖了,即便还会遇到一些问题,直接贴毛毡或涂油大约就能带来立竿见影的效果。   

这就是技术隐形化和技术的产业链内化,而谁有这样的内化,谁就有高效的核心竞争力,整个行业的内化则是发展成熟的表现、产业及技术规律的必然和从业者推动的方向。

无论是自动驾驶也好,还是智能座舱也罢,都会沿着这样的轨迹演进。用软件开发的术语来说,就是迭代。

为什么要敏捷与迭代?就是因为发展期与过渡期的一切未定。为什么需要流程规则和大量的驾驶数据积累?因为我们要将“未定”推向“确定”。

2.2 Know-How构筑技术壁垒 


上一小节侧重于整个行业在时间纵向的沉淀,这一节侧重于行业内不同领域在横向上的优势,也就是借用Know-How这个概念聊聊,先说一个小引子。

几年前,公司里一位很资深的专家在种种原因下要离职,聊天过程中,他多少有点意难平,“公司离开谁都照样转......”。

早两年,汽车行业的格局基本是几家大型主机厂集团通过各个主力车型占有自己的份额,而对应的各个细分技术或产品领域,分别由三五家国际巨头Tier 1(一级汽车零部件供应商)垄断,它们各自掌握自己的优势,相对固定地做某些OEM(Original Equipment Manufacturer,汽车整车厂或主机厂)的项目。

我们会发现一个现象,在这样的汽车企业里工作,即使相当资深的人员离开,或许局部业务会有短期阵痛,但基本不影响大局,很快就会恢复。 
 
这背后有一个原因是,公司掌握着Know-How(姑且理解为核心竞争力或门槛),而非个人。对个人而言,可能他有丰富的项目经验和扎实的业务知识,但并不足以撼动什么。在稳定的、长久的格局下,Know-How远远不单单是某个人或某些人脑子里的东西,它们会落在文档上,留在系统里,体现在产品迭代设计上,记录在某台实验设备的参数上,表现在平台代码库上......

还有一个小故事,我以前接触过一个底盘某模块的国产化的项目。团队在对图纸进行参数调整时,发现有一个“无用”的小卡扣,为了节省成本,就将其切掉了。意料之外,情理之中,还没正式量产,小批量试运行时,就出现了多起脱落问题。分析下来,果然问题原因就是那个小卡扣。这就是典型的国外车企Know-How的一个点。

当然,故事不会持续停留在这里,否则,也不会有当下中国成为智能汽车中心这样的事情。成本的倒逼、民营企业的逐渐追赶,让传统汽车行业的很多领域的Know-How已经不那么Known了,也不那么值钱了,特别是像一些内外饰产品,说论斤卖,不算太夸张,技术附加值被极限摊薄。

三大件(发动机、变速箱、底盘)的Know-How本来算是值钱的,但电动车出来后,也是对现有垄断者当头泼了一盆凉水,这是后话。

现在,对于新能源或智能化,整体属于混战阶段,旧时代的Know-How降价了,新时代的Know-How还很脆弱,这也是为什么业内有新闻爆出,月薪几千的人离职时,被公司按竞业协议要求赔偿百万。

对于行业发展,尤其是消费者,都希望智能汽车的技术探讨不再针锋相对,不再唇枪舌剑,只有所有的技术都隐形化了、惯例化了,市场格局再次由乱到治,我们才会真正成为智能化的受益者,而不是驾驶数据积累的“实验员”。然而,这个过程需要大量的量产车来跑通。   



#03
软件工程化与汽车工业化的结合

接着“技术隐性化”来聊,它的实现需要经历长时间、大批量、频繁迭代的过程,我们选择了“工程化”和“工业化”来描述这个过程。

实际上,这两个概念比较大,内涵与外延都很广,但对于汽车行业而言,倒是有比较独特的含义。汽车研发及制造的第一级目标可以理解为“量产”,量产转化的基础就是工程化与工业化,这两部分是从图纸与代码转变为路上跑的汽车的主体环节。

3.1 工程化的内涵与模式 


汽车企业有几个比较常见的应用类工程师岗位,DRE(Design Release Engineer,设计发布工程师)、AE(Application Engineer,应用工程师)、PE(Product Engineer,产品工程师)、SPM(Software Project Manager,软件项目经理)、FO(Feature Owner,特性负责人)或者其他名称。

这些角色的核心要务是从项目Kick-Off(启动)起,把软件与产品带到量产,交付到工厂,主要使命随之结束,这可以理解为汽车行业的“工程化”。

在当下中国汽车研发环境下,一般有如下3种工程化的模式,如图3-1所示。


图3-1  3种工程化的模式

1. 直接国产化   

无法回避,汽车源自西方,技术沉淀与发展都在西方。尽管我们在很多方面都追赶上来了,但整体的技术优势仍然牢牢被国外掌握,这个现状可以从每年的汽车零部件百强榜来看,纯本土血统企业少之又少。曾经接触过某款结构非常简单的底盘减振件,但其中的橡胶垫,就是找遍全国也没有满足弹性模量要求的,无奈下,只能进口。

所以,一直以来,国产化成为国内所谓汽车研发的主体工作,有时候会被美化为“逆向工程”。基本模式是将国外图纸、模型代码或底层软件拿过来,完成本土供应商落地、局部模块集成或者应用层适配,出了问题要排查或者按照本土项目需求要修改时,都比较依赖或受制于国外技术中心,这在相对传统的汽车电子领域表现明显。

2. 预研转应用

不管是民营企业,还是外资本土分公司,都希望独立自主,因此,在部分环节也是在尝试小范围预研,整体来说,要拿到自己的设计权,算是一定程度的正向开发。

基于某种假设,在实验室、笔记本、工作站设计出硬件或者码出代码,初步完成基本测试,跑通软件,算是预研部分初步完成。但这时,无论是设计的鲁棒性、需求的适配性、测试的完备性都有很大的商榷空间。毕竟,离市场、离一线、离工程、离客户,甚至离组织,都有些远。

当应用类工程师带着这一套东西开始做具体项目时,文档不完备、需求过时、模块划分与组织无法对应、测试用例没考虑到客户场景、与已经断供的硬件依赖太强……无数的问题都会迸发出来,而后只能删删减减,草草上马,这是多数预研的现状。

除非预研职能处于拥有极为强势的市场地位和技术话语权的企业,下游客户可以按照预研时的设想来适应,否则,多数预研项目会落一个纸上谈兵的口实,这也是一众预研团队满满的技术情怀总是被现实无情地击得粉碎的原因之一。   

3. 自主研发

尤其像这几年国内雨后春笋般出来的科技创业型公司,他们在自主研发上的热情和激进,为汽车行业带来了新鲜血液,也让中国汽车工业在座舱、智驾、三电等很多新技术领域有所突破,甚至在应用层面占据了一定的领先地位。

在与国外同事沟通某些技术点时,偶尔也会听到他们讲“你们是第一个做的,我们没有经验......”。所以,在我们正视与国际巨头的技术差异时,可以期待国内团队能够在一定程度上打破前两种模式的尴尬。

3.2 工业化的大批量要求 


虽然工程化过程跌跌撞撞,但因为汽车行业有刚性的SOP(Start Of Production,量产)后墙,时间一到,总是要走进这个量产的,SOP延期的很少见,我们把工程释放的产品进入量产持续交付的过程称为“工业化”。

工程化似乎已经完成了需求,验证了需求,为什么还需要工业化这个概念呢?

因为工业化的深层次含义——量产,量产是指大批量生产,这是汽车这种规模性产业的特点,也是汽车能走进千家万户的原因。

进入汽车行业流程里的量产,不容易,但要持续在成十万百万的交付中保持其预期的性能,也不容易,甚至更不容易。

为了有更直观的感受,我们再引入两个概念——六西格玛(6 Sigma)和PPM(Parts Per Million,百万分之一)。六西格玛是来源于摩托罗拉的管理策略术语,旨在追求极高标准的质量。狭义上,六西格玛水平也指缺陷率仅为百万分之3.4,就是3.4个PPM(如图3-2所示)。在汽车行业,六西格玛已成为一门专门的学科,也成为一个指引的质量目标(当然,这不代表所有汽车参数都是这个指标)。   


图3-2  漂移的6水平(3.4PPM对应合格率为99.99966%)

汽车的硬件或机械产品已经比较成熟,会有设计、产品、产线的大量沿用、复用,在这种情况下,工业化的迹象不明显。但是,对于一些新的产品或车型,仍然存在,具体是怎么样的过程呢?

当我们按照16949完成了研发、小批量试产、签署了PPAP(Production Part Approval Process,生产件批准程序),还要完成量产爬坡。在这个过程中会有很多的问题出现,而后需要再进入一轮轮的“工程化”迭代。即使进入全面的量产后,不断出现的售后问题,还是需要一轮轮的迭代。这些原先未预见的问题也类似于现在自动驾驶所说的Corner Case(边缘场景),而当产品足够稳定或者修修补补已经无法应对时,可能也基本是停产(End Of Production,EOP)的时候了。

这是汽车硬件或机械部分的“工业化”过程,持续不断地迭代。那么,对于我们新兴的智能驾驶或智能座舱来说,会更容易吗?答案似乎不是的。

实际上,在当下典型的智能汽车领域,我们并未看到过完整的“工业化”过程。新势力的占比虽然强势攀升,但数量依然较少,时间也依然很短,也可以说市场验证似乎还不够充分。比如,摄像头画质清晰度、车道线识别准确度、横纵向控制稳定性、制动控制的延时性等性能在真实路况长期行驶时是否无问题,很难说。   

明确可见的机械产品迭代了几百年,问题也无法规避,而更复杂的智能耦合系统到底会有什么问题,确未可知。被寄予厚望的OTA(Over The Air,远程升级)能否在智能汽车工业化的路径上力挽狂澜,也值得拭目以待。



#04
安全成为汽车智能化的红线 

开车出门在外,家人“注意安全”的叮嘱总是伴在耳边。

确实,一两吨重的大铁块在路上狂奔总是让人心悸,交通事故虽不鲜见,但任谁都难以接受……这显然都反映出大众对于汽车安全的高度敏感和极低的接受能力,一辆汽车承载着几个家庭的生命与幸福,汽车安全无疑是公认的红线,即使是对于完全没有汽车经验的妇孺老叟。

4.1 总是上热搜的安全事件 


所以,当微信群、抖音里不时弹出来这辆车自燃了、那辆车ADAS(Advanced Driver Assistance System,先进驾驶辅助系统)失灵了、另一辆车自动加速了、再一辆车气囊没点爆之类的视频时,大众的神经很容易被牵动起来,随后就登上了热搜。

不知道有多少人还记得“高田”这家公司,由于“气囊门”事件,这家全球安全标杆企业亲手缔造了汽车史上最大规模的召回,迁延十多年,召回车辆逾亿,波及面甚广,涉及近20个知名汽车品牌……终于,在全民讨伐下,2017年,这个84岁高龄的商业帝国晚节不保,倒闭了。   

无独有偶,大众后轴断裂、丰田加速踏板卡滞、通用的前悬架衬套脱出、福特发动机熄火、本田刹车过软......类似的召回事件不绝于耳,特别是涉及安全事件的,车主都是谈“召回”色变。

可以说,对消费者来说,最恐怖的是车祸,次恐怖的是召回;对于从业工作者来说,最恐怖的是召回,次恐怖的是停线。

无论如何,技术越来越成熟、方案越来越固定、LLs(Lessons Learned,经验教训)越来越被消化,不管是合资还是国产,传统汽车的安全性整体上已到达可接受的程度。新车上市时,强力营销汽车装了多少气囊的车企越来越少,毕竟这是底线。

而对于新能源、智能化汽车,在安全已经形成“红线”与“底线”的市场里,如何应对安全的属性与概念,是一个必然要面对的话题。当然,这里面还有个State of the Art的概念,也就是当前技术水平,包括民众心理期待值和技术发展水平等,我们在4.3.6节会扩展聊一下。

4.2 当我们谈安全时在谈什么 


回到安全本身,它的概念实际上是有些模糊的。

普通人眼中的安全是,不要影响我的人身财产安全,以及“安全感”。但对于专业人员来说,当我们谈安全时,到底是在谈什么?如图4-1所示。   


图4-1  汽车安全演进

1. 被动安全

最传统的安全是被动安全,通常就是指被直接冠以“安全”名号的安全气囊、安全带以及相关联结构组成的安全系统,主要作用是在车辆发生事故之后对乘员进行保护,属于事后补救。由于乘员都是在车舱内的,车身框架的结构设计、内部空间预留、座椅布置、仪表板走向、材料选择等都会是被动安全系统的一部分。

现在的被动安全基本可以被量化,我们常听到的车辆安全星级就是基于NCAP (New Car Assessment Program,新车安全评价规程)进行碰撞测试,根据不同的碰撞或翻滚等模拟事故的工况,结合基于生物学的假人伤害判定,来综合评估一辆车的碰撞安全性。其中,按照地区又会分C-NCAP、US-NCAP、Euro-NCAP、A-NCAP、J-NCAP等,一般认为Euro-NCAP最严格,但在具体工况上会各有侧重点。此外,还有大量的其他法规,比如,美国联邦机动车安全标准FMVSS 208 等,这些技术细节我们不再展开。

另外,还有一些其他安全概念,比如,电池自燃、线束短路、车内空气质量等,都属于大安全的范畴,这一块基本落在制造业的质量把控上,和被动安全算是同源,本书不会涉及太多。   

2. 主动安全与ADAS

被动安全属于亡羊补牢,它的内涵比较明确,也有比较明确、有效的解决方案。但大家都期待的是主动预防,也就是主动安全。主动安全的概念实际上也是模糊的,早些时间的典型代表是ABS和ESP,单纯地为了避免事故。

随着ADAS的火热,听起来有点老土的主动安全不怎么被提及。然而,对于汽车而言,抛开另一条技术演进路线——动力问题,基本就是在舒适性和安全性上做平衡和推进,在安全性没有被极大地解决前,二者总是相伴相随的。主动安全与ADAS的关系如图4-2所示。


图4-2  主动安全与ADAS

(1) 主动安全

就概念而言,主动安全在安全性的关注上多一些,常见的系统有ABS(Anti-lock Braking System,防抱死制动系统)、ESP(Electronic Stability Program,车身稳定系统)、EDS(Electronic Differential System,电子差速锁)、EBD(Electric Brakeforce Distribution,电子制动分配系统)、TCS(Traction Control System,牵引力控制系统)、ASR(Acceleration Slip Regulation,驱动防滑系统)等。

(2) ADAS   

ADAS更注重舒适性,常见的系统有VCS(Vehicular Communication Systems,车联网)、ACC(Adaptive Cruise Control,自适应巡航)、LCA(Lane Changing Assist,变道辅助)、ALC(Adaptive Light Control,自适应灯光控制)、APA(Automatic Parking Assist,自动泊车系统)、TJA(Traffic Jam Assist,交通拥堵辅助)、DMS(Driver Monitoring System,驾驶员状态监测)、HUD(Head Up Display,抬头显示系统)、NVS(Night Vision System,夜视系统)等。

也有些系统是兼顾安全性和舒适性,比如,LDWS(Lane Departure Warning System,车道偏移报警系统)、LKA(Lane Keep Assist,车道保持系统)、AEB(Autonomous Emergency Braking,自动紧急制动)、FCA(Front Collision Assist,前方防撞辅助)等。

就像马斯洛需求层次一样,从安全性到舒适性是逐渐提升的需求,主动安全到ADAS就是对应了这样一种需求与技术的协同演变。

(3) 弱安全与自动驾驶

同样的逻辑,再看自动驾驶。

现在,很多企业在宣传时会弱化ADAS和自动驾驶的界限,出事故后,又急于切割与自动驾驶的关系。从这个现象,我们能很明显地看出来,安全在这里面扮演的角色,就是功能本身对驾驶安全的接管程度和保障程度。

实际上,现在ADAS的绝大多数功能仍然针对的是潜在的“不安全”场景,正因为有“不安全”,才会反复地讲“安全”。就如我们前面所讲,在各家车企都有能力达到NCAP五星的年代,车企不太会卖力宣传自己车辆的碰撞安全性,因为这种安全水平是默认的。

同理,只有当技术水平、民众观念、基础建设等全面升级,自动驾驶的安全变成“弱安全”,大家不再热烈地谈论安全问题,不再热烈地宣扬规避危险的能力有多强,边缘场景(Corner Case)也极少被发现时,那才是自动驾驶时代的到来。   

那个时代有很大的想象空间,不知道何时会来临,我们一起期待。

4.3 怎么保障软件的安全 


1. “高田”工程师错了吗?

认识汽车、理解汽车、设计汽车,都无法绕开“安全”这个主题。然而,当这个大而模糊的目标摆在我们面前时,我们该怎么做?怎么保证?谁来保证呢?

结合前面提到的高田“气囊门”事故,这些事故当然很严重,高田也确实有不可原谅的错误,作为法律实体,它付出了惨痛的代价,但事情是人做的,那么,接下来要思考的是,对于这个企业的管理层以及每天画图、做实验的工程师而言,他们是否一直在昧着良心做着冒天下大不韪的事?他们是否该承受至少是道德上的谴责?

似乎难以笃定,从现状来看,他们只是一群普通的从业者,有人负责,有人偷懒,有人严格做实验,有人造假数据,有人填坑,有人挖坑,有人专业,有人小白……我们无法要求每个自然人都是一个纯粹的、道德高尚的人,即使是,他们也未必具备足够的知识、经验与远见。

所以,把问题归结于具体的人,是被迫的,也是低效的。

2. 功能安全、预期功能安全与信息安全

我们要尊重技术与数据,而不是做一个安全哲学家,所以,仅仅了解各种理念、概念远远不够。   

安全,首先要是一条红线,然后是一种理念,再然后是一条条规则与标准,最后才能落实到流程体系上和产品需求上。

目前,主要由3类标准来规范智能汽车的安全,分别以ISO 26262(功能安全)、ISO 21448(预期功能安全)与ISO/SAE 21434(信息安全)为代表。这几个标准都不算太老,最早的是2011年11月颁布的26262,但真正得到广泛应用也基本在新势力爆发的2015~2016年之后;21434是2021年8月正式颁布的,实际上,到目前为止,各大企业基本还没有成型的模式;21448算是最晚,2022年6月才发布的正式版本。

我们简单地描述一下这几个安全的大致概念(在7.4~7.6节会更细致地讨论)。

  • 功能安全是针对硬件随机失效和开发中人为错误导致的风险,侧重于符合设计。

  • 预期功能安全是在系统符合设计的基础上,但考虑人员误操作、环境场景极端及系统本身性能局限等导致的风险,侧重于满足期望。

  • 信息安全,顾名思义,主要是指黑客网络攻击、环境干扰、隐私信息泄露等导致的风险,属于一个新的维度。

在甚嚣尘上的资本逐鹿市场,很多东西被模糊掉了,由乱到治可能需要一个过程,而我们每一名管理者与技术人员可以力所能及地慢下来,思考一下“安全”这个问题。



#05
软件正在改变汽车格局

店大欺客与客大欺店,这是句谚语,是对不少行业现状的一种总结,也是一种看待汽车行业的视角。

5.1 从几个故事看形势与趋势   


先分享几个这几年发生在身边的故事场景。

1. 故事1

汽车行业里,车厂基本每年都会提年降,在一次和某大牌材料供应商开会时,我边敲打键盘,边像往常一样提出今年要降价。按照以往的经验,通常需要与供应商进行讨价还价,可是这次不太一样,供应商销售带着职业式微笑,通知我们“我们今年要涨价”。

2. 故事2

OEM工程师发来一份CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)矩阵,Tier 1项目经理看了下变更履历,然后告诉对方,不好意思,这个信号,我们改不了,麻烦推动一下架构,通信要求需要和之前保持不变,然后,留下这位客户在风中凌乱。

又过了三年,Tier 1销售在和OEM谈论一个新平台报价时,OEM抛出了一系列想法,没有参数定义,没有具体要求,只有感觉。销售回头问项目经理,我们能做吗?回答是坚定的、有力的,没问题,可以改,我们还可以出几个方案供选择。

3. 故事3

一位求职者接通了某大牌车企猎头的电话,稍稍一愣,这不是几年前我心心念念想去但拒绝我的那家吗?对方客气地询问,请问是否看这个机会,可以为您争取30%的涨幅?不好意思,这家公司薪资太低了。

4. 故事4

几年前,在4S店换气嘴被坑了200块的某女士,最近买了一辆新势力汽车,有一天接到售后的电话,告知其胎压异常,半小时后,开着维修车的师傅笑意盈盈地过来,很快做好了修补,免费。   

5. 故事5

某互联网公司与主机厂合作开发新车,按照常理,互联网公司是供应商,主机厂自然是客户,而发布会上,却见不到作为客户的主机厂。

显然,这些故事背后都有很多因素,并不能简单地得到什么结论,但却可以看到一些形势与趋势。

5.2 销量为王——行业地位的变化 


这些“店”与“客”的关系,在某种程度上反映了消费者、OEM、供应商及新入局者共同纠葛下的汽车行业格局的演变。

“店”与“客”的大与小,主要在于能否赢得消费者的青睐,当谁能催生足够大的销量时,它就可以“横行”,反之,则要低头,每个月的销量排行榜像是各家OEM轮流坐到不同的江湖交椅上。当消费者被一些企业服务得更好时,另一些则会失去定义市场的资格,所谓“销量为王”。

如今,不仅仅是新势力在拉满弓向前冲,长期雄霸汽车行业的老牌Tier 1与OEM巨头也是倍感焦虑与恐慌,而又很难完全抛掉“偶像包袱”或“利益结构”,欲拒还迎。面对持续下滑的销量、不断被蚕食的市场、一个接一个倒闭的企业,传统车企苦不堪言......

总之,已经卷起来的汽车行业正在变化。

5.3 顾客在逐渐被视为“上帝” 


顾客是上帝,这句话被说得都泛黄了,汽车企业也是一直在讲“顾客思维”、“用户导向”,形式上,会有市场调研、用户试驾等。但是,从消费者的角度深思一下,未必如此。  
 
在互联网行业,产品经理是比较常见的岗位,他们的核心素质之一便是有用户思维,能够将用户需求与产品定义融合起来。反观汽车行业,绝大多数企业是没有产品经理的,即使部分大型企业有这个职责划分,也更多是在对产品或车型路线进行维护,象征性地收集一些多手信息来制定所谓的产品规划。

简单地说,研发工程师离顾客太远了,汽车行业工程师“闭门造车”,不知道也不关心自己的项目对应市面哪款车的情况非常普遍。

之前接触过某供应商一个底盘电控模块的项目,有一次,开发团队难得地关注到终端消费者的感受,这反倒让我觉得有些惊奇,原来是考虑到以前售后处理的经验,产品的异常抖动表现可能会让消费者有投诉,需要将标定参数做出一定的平衡,但要牺牲一些其他的性能......整个过程,只是一个人的几句话,没有数据源,没有进一步论证,但当时的心里竟隐约有种对消费者“仁至义尽”的感觉。对比互联网所讲的极致体验,是不是有些高傲和古老?

总之,在卖方市场的传统汽车年代,对于终端使用者而言,汽车设计决策是强势的,我是专业的,你是外行,我认为这样对你好,你不懂,太多的决定,你并不知道,也无须知道。

当然呢,形成这样的情况有诸多原因。

  • 技术的专业性与复杂性。

  • 技术普及的困难程度。

  • 行业发展的成熟度。

  • 顾客需求演变的阶段性。

没有任何理由去进行无意义的批评与抨击,暂且作为一个理解的角度。   

但是,在互联网思维与企业已经全面进驻汽车行业的时代,大家也或被动或主动地开始认真考虑“顾客是上帝”这个理念。比如,一些主机厂在命名上的新意,比亚迪的王朝系列、长城的咖啡系列;各车企,尤其一些新势力,尝试将体验店开进商场;用户场景的概念也是越来越被拎到台前。



#06
传统汽车的没落

讨论这个问题之前,先界定概念,这里所谓的“传统汽车”是指基于汽油机的乘用车,这也基本符合普通民众的朴素感受。

自2017年左右以来,“传统汽车要死掉”这样的论调一直存在,甚至有愈演愈烈的迹象。实际上,确实有一些传统主机厂倒闭了。但是,对于一个百年产业,轻易下一个直接的论断,显然是不合理和不负责任的,但是我们可以从一些现象来管中窥豹。

6.1 变局来得出其不意 


“百年未有之大变局”,这几年也常常被用在汽车行业,先不论合适与否,巨大的变化是很多读者也有体会的,但是,即便对于从业者而言,这样的变化还是有些出其不意。

一开始,我们并没有那么清楚汽车行业怎么了。

我印象比较深刻的是在2015年左右,有一天,听说一个在公司工作超过10年的同事被某新势力以3倍工资挖走了,在大家收入基本相差不大的稳定环境里,自是激起一片惊呼,有人不相信,有人羡慕,有人表现得不以为然,也有人默念“眼看他起朱楼,眼看他宴宾客,眼看他楼塌了”......

很快,越来越多的新势力浮现出来,精美的PPT此起彼伏,创始人、投资人豪华的背景让人艳羡,各大自媒体鼓噪得也令人心慌。到了2018年左右,据说,有近400家新势力车企完成了注册,网上还有人总结了一张车标图片,光怪陆离,也真是一条汽车行业独特的风景线。   

再往后,2020年前后,诸多因素下,一个接一个倒闭、破产、出国、诈骗、老赖的新势力新闻充斥在耳边,那张车标汇总图片随之被划上了一个个红叉。

与倒闭相对的,直接宣布造车、建立汽车科技公司或者投资汽车相关领域的企业却依然不间断。其中,有做手机的苹果、华为、小米,有做家电的格力、海尔、美的,有做房地产的恒大、宝能,有做搜索的百度、谷歌......几乎所有耳熟能详的企业都进入了汽车行业。此外,还有一众细分领域零部件科技企业,雷达、摄像头、芯片、算法、导航、地图等,名字之繁多令人惊叹。传统主机厂也不遑多让,除了自身努力转型,还投资或建立独立运营的智能汽车公司。

巨变之下,汽车行业格局在快速调整,随着年销量的起伏,各大品牌的市场地位和口碑开始出现“三十年河东,三十年河西”风水轮转的现象。这样一看,用“百年未有之大变局”来形容汽车行业似乎也并不为过。回头再看看这几年的波诡云谲,甚至有种恍惚的感觉。

6.2 一些仍在混战的观点 


造车难不难?新能源是不是资本泡沫?传统汽车是否会消亡?电动汽车是不是工业垃圾?类似论题在曾经、现在及一定的将来都在引起激烈的辩论,乃至骂战。出于利益相关、情感诉求、专业背景与立场位置等差异,各执一词,一时间,谁也无法说服谁,这里我们也不去论断,但可以做个观察。

汽车行业当然很复杂,它的演变也是极为复杂的系统工程。但从繁杂的争论中剥离出来,一般有这样一些流行的观点:   

  • 气候危机与能源安全凸显的国际大背景下,“双碳”战略目标将推动内燃机的消亡和新能源的兴起,各大组织或车厂也确实陆续宣布禁售燃油车的政策,所谓整个社会的趋势。

  • 传统汽车三大件技术门槛比较高,外行难以介入,而对于电动车的三电系统,汽车行业并无优势,门槛已经降低,壁垒也被打破了。

  • 新能源不只是EV(Electric Vehicle,纯电动汽车),HEV(Hybrid Electric Vehicle,混合动力汽车)、PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,插电混合动力汽车)、REEV(Range Extend Electric Vehicle,增程式电动汽车)都需要内燃机的技术积淀,传统车企依然具有相当的优势。

  • 电动车结构简单、控制精确,更容易与智能化系统匹配适应,更容易与智能汽车协同发展。

  • 电动车夏天容易着火、冬天续航不行,让人有强烈的安全与里程焦虑,只适合市内短程使用,不能取代燃油车的地位。

  • 以特斯拉为代表的新势力类似于Apple,以四大汽车集团(丰田、大众、通用、福特)为代表的传统车企类似于Nokia,没有变革思维,即使再强大,也会被快速打败。

  • 汽车制造产业链复杂,属于重资产行业,需要大量的资金、技术、人员的投入,法规沉淀、品牌积累都有相当的壁垒,门槛非常高。

  • 汽车制造业技术非常成熟,即使门槛不低,但也有既有的解决方案,汽车厂将沦为代工厂,彻底失去领导地位。

  • 新势力的开发管理模式都是源于传统车企,使用高薪将传统头部车企的技术人员批量挖过来,标准、体系、模板、文档都是抄传统车企,自身并不具备竞争力。   

  • 传统车企没有互联网思维、用户思维、流量思维,会被拥有互联网基因的新势力颠覆。

  • 出海受限叠加极度内卷的汽车环境下,低价的恶性竞争会导致劣币驱逐良币。

  • 本土汽车企业的崛起是民族之望和行业之光,咬咬牙,一切都会好起来......

还有很多,各有自成一体的逻辑,还都在继续混战阶段,所以,姑且参考。

6.3 传统汽车确实呈现疲态 


对于传统汽车是否会死,我们无法给出明确的答案。

但是,传统汽车行业面临的问题是已然的、显著的,它们确实在没落。

燃油车禁售新闻不断传出,新势力市值超过传统汽车霸主,路上新能源绿牌汽车越来越多,几乎所有传统主机厂都在转型,软件人才的议价能力稳居高位,大量骨干人才外流,以及最直接的销量与市场份额的下滑等,如图6-1所示,这都尽显传统汽车的疲态。


图6-1  某典型合资OEM与新势力OEM国内销量走势  

再回到我们的标题,传统汽车将死?

那些大型的传统汽车实体可能会转变、转型、变革,互联网或其他行业也在带来新鲜血液,吸收、融合、转化为新的基因,那些旧模式下的传统汽车格局可能不存在了,或者说传统制造部分的附加价值被弱化,这或许算是一种死亡。但是,传统汽车的那些公司、那些人、那些品牌、那些文化、那些沉淀可能以一种新的模式而存在,这样呢,也算不得死亡。

这里想说的是,这个问题实际上是个伪命题,或者说仅仅是对概念的翻炒。于我们而言,从心态上、从技术上、从规划上,应对这样的行业变化才是首当其冲的事情。



#07
本章小结 


本章从行业发展的关键里程碑、技术演变、行业格局、安全问题、量产落地、传统汽车与互联网的融合等几个典型角度阐释了汽车行业的局部特点,由于整个产业是极为复杂的,且处于摸索与迭代的剧变阶段,所以,我们更多是展现现状,而避免提出更多的个人判断,认识这些行业背景会有助于理解软件在汽车行业落地与深化时的一些现象或问题。   




/ END /


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