在本篇文章中，您將了解瑞薩的下一代軟件和虛擬開發環境，以幫助客戶實現軟件優先的左移。

從以硬件為中心到以軟件為中心

當今汽車的價值正在從傳統的汽車硬件，如行駛、轉向和停止，轉向C.A.S.E.（連接、自動、共享/服務和電氣化）的四個大趨勢。這意味著硬件以外的技術和服務的整合，如軟件和云連接，正在取得進展，汽車的價值正在轉移到提供前所未有的用戶體驗（UX）。換句話說，汽車行業的趨勢，毫無疑問，在走向以軟件為中心的時代，即汽車的價值由軟件來定義。

汽車的這些變化也提高了汽車的價值。主要的汽車模型變化每隔幾年就會發生一次。在以前，一輛汽車一經推出，在其生命周期內就不會再增加新的功能。因此，如果車主想獲得汽車的新功能或更多價值，必須換成具有所需功能的新車。然而，在以軟件為中心的未來，車主將能夠持續使用最新的功能和用戶體驗，就像智能手機一樣，而不需要更換新車。

軟件優先和左移

如果想開發出適應汽車行業這些變化大趨勢的車輛，并及時提供給市場，以及持續更新車輛價值，僅用傳統的以硬件為中心的開發方法是很困難的。為了實現持續的價值輸出，有必要改變為以軟件為中心的開發。這方面的關鍵詞是“軟件優先”和“左移”。

軟件優先并不意味著簡單地先建立軟件。軟件優先的方法是在考慮具體的硬件配置和機制之前，首先思考你真正想創造什么，想為用戶提供什么新的體驗和價值，然后在此基礎上定義應用和服務的產品規格。這種軟件優先的方法使得創造新解決方案時，不受組成硬件（機械部件和E/E系統）的約束。

另一方面，“左移”意味著開發者在開發周期的早期就需要確定產品特征、差異化因素和質量。例如，過去開發人員需要使用實際的硬件來驗證系統性能，而現在，他們可以通過虛擬環境（如模擬器）在使用硬件之前就對其進行評估。

虛擬環境可以大大改善硬件的局限性，如原型和測量環境，從而確保評價的全面性，這在實際硬件環境中是不可能的。這種改進的全面性使每個過程的輸出更加準確，并減少了由于返工造成的損失。通過追求這種左移，產品的開發時間可以大大縮短。

圖1：軟件優先和左移

瑞薩的目標是集成虛擬開發環境和DevOps解決方案

為了應對汽車系統開發方式向軟件為中心的轉變，我們從2022年開始提供一個新的集成虛擬開發環境，以幫助我們的Tier-1客戶、汽車制造商和汽車ECU開發商實現軟件優先/左移。瑞薩不僅提供SoC和MCU，還提供傳感器、電源控制、電機控制和其他各種構建汽車E/E系統所需的半導體產品。

為了確保向客戶提供如此全面的瑞薩器件產品系列的優勢，除了傳統的單一器件的開發工具外，還必須有支持整個汽車ECU和E/E系統開發的軟件和開發環境。這種集成的虛擬開發環境提供了使用我們的可擴展設備產品進行產品開發所需的軟件和開發環境，而無需考慮設備類型或應用類型（AD/ADAS，車載網關等）。這使客戶能夠在無法使用硬件（設備、PCBs、ECU）的早期階段，為他們想要實現的功能開發優化的系統級應用。

我們還致力于創建一個開發和運營（DevOps）環境，這是一個軟件優先、左移的理想解決方案。這種DevOps解決方案由云端虛擬環境和邊緣的真實環境組成，如客戶的開發現場或最終用戶的汽車。DevOps解決方案的基本思想是在云端的虛擬開發環境中重現邊緣真實環境中的設備、軟件和開發環境的使用情況，確定改進和客戶對新功能的需求，盡快開發下一個解決方案或產品。

在云端建立一個虛擬開發環境是實現這種DevOps解決方案的重要的第一步。

圖2：云端虛擬環境和DevOps解決方案

用于系統開發的多設備軟件和虛擬開發環境

為了實現這些集成的虛擬開發環境和DevOps解決方案，瑞薩從2022年開始已經推出多個解決方案。其中之一是2022年9月宣布的無硬件的ECU級軟件開發集成開發環境。

實現這種系統級綜合虛擬開發環境的關鍵詞是“多設備”。在傳統的E/E架構中，ECU是為每個應用準備的，如電機控制和發動機控制，并分布在整個車輛上。然而，在未來，集中式和區域式架構預計將成為E/E架構的主流。在這些未來的架構中，控制域和區的ECU將需要進行非常復雜和精密的處理。這就是為什么一個ECU中集成多個SoC和MCU。

圖3：E/E架構的演變

為了支持多設備配置ECU的開發，瑞薩將從2022年開始提供多設備的協同模擬環境和多設備的分布式處理軟件。這使開發者能夠模擬多個設備的合作行為，從而將應用功能劃分到多個設備中，并將必要的功能最佳地分配給設備中的CPU和硬件IP，使硬件性能最大化。

圖4：多設備的協同模擬環境

圖5：多個設備的分布式處理軟件

云端AI開發環境

作為實現DevOps解決方案的第一步，我們已經開始在云端提供開發環境。2022年3月與Fixstars共同開發R-Car的[GENESIS for R-Car]云評估環境。使用GENESIS for R-Car，用戶可以輕松地使用各種CNN網絡算法檢查R-Car V3H的人工智能處理性能，而無需準備專用硬件，如評估板或開發環境。此外，用戶還可以通過云端遠程操作和評估服務器上連接的實際設備。

對于人工智能的開發，一套用于優化AD/ADAS到R-Car SoC的人工智能軟件的工具，也是與Fixstars合作，已從2022年12月開始提供。

這些工具將人工智能處理中使用的網絡模型優化到R-Car硬件上。此外，通過為人工智能處理軟件提供高速模擬環境，我們在系統層面上支持客戶的應用開發。

最后

本文介紹的軟件和虛擬開發環境是實現我們綜合系統級虛擬開發環境目標的第一步。今年，我們計劃發布一系列新產品，以擴大我們的解決方案陣容。我們將持續在公眾號與官網發布新品介紹，歡迎繼續關注瑞薩的集成虛擬開發環境的發展。

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瑞薩電子 (TSE: 6723)

科技讓生活更輕松，致力于打造更安全、更智能、可持續發展的未來。作為全球微控制器供應商，瑞薩電子融合了在嵌入式處理、模擬、電源及連接方面的專業知識，提供完整的半導體解決方案。成功產品組合加速汽車、工業、基礎設施及物聯網應用上市，賦能數十億聯網智能設備改善人們的工作和生活方式。更多信息，敬請訪問renesas.com