邓湘鸿：平台化与标准化--华为MDC，推动智能驾驶快速发展

10月26日-27日，由陕西省委网信办、陕西省工业和信息化厅、陕西省科学技术厅指导，中国人工智能学会主办，西安市委网信办、西安市科学技术局、西安国家民用航天产业基地管理委员会、京东云共同承办的2019第九届中国智能产业高峰论坛在“硬科技之都”--西安举办。在27日智能驾驶技术与产业创新论坛上华为MDC产品线标准总监邓湘鸿为我们带来了题为“平台化与标准化--华为MDC，推动智能驾驶快速发展”的精彩演讲。

邓湘鸿 华为 MDC 产品线标准总监

以下是邓湘鸿的演讲实录：

很高兴在这里和大家分享交流我们对智能驾驶计算平台的平台化、标准化的理解以及推进情况。

我们说的计算平台，目前汽车行业里面另一种说法叫域控制器，从智能驾驶逻辑模型来说三个链条是“传感-决策-执行”，对应ICT领域里的“输入-计算-输出”，所以我们觉得叫计算平台应该是更准确的。华为MDC的全称是Mobile Data Center，移动数据中心，相当于一台服务器或者一台超级计算机放在汽车上，MDC对输入进行计算，得出决策，再输出控制指令。

今天跟大家分享的主要是三个内容：为什么需要平台化，为什么需要标准化，华为MDC解决方案。

从目前汽车的需求来看电气电子化已经非常明显，30年前汽车是非常简单的电器，点火器、开关这些，汽车从简单的汽车电器到现在经过30多年的发展到现在全身都是电子电器系统，从车身的控制到动力控制，到信息娱乐系统这些都是一个一个的电子信息系统。随着近几年我们常说的汽车新四化，这个大趋势应该是大家公认的趋势，对电子电器有了一个更高的要求。在新四化里，智能化是改变汽车工业的核心力量，电动化是基础，共享化是整个智能化最终的目的，也是最终商业化变现的方式。智能化最外在的表现就是软件定义汽车，怎么样通过软件定义汽车呢？从目前现有的简单电子系统是做不到的。目前这种汽车电气电子机构是分布式的架构，有个很形象的比喻，分布式就像一个一个烟囱一样，比如一个简单的按喇叭动作，按压接通开关，再一条电线接过去，再到喇叭振动作响，整个链路相当是一个烟囱。再比如一个ADAS功能，从摄像头到后面芯片到最终车辆底盘控制，整个都是一个供应商端到端去提供。如果汽车厂不用同一个供应商，则不同ADAS系统各自所带的摄像头、雷达这些就完全无法做到实现感知的共享、算力的共享甚至是电源的共享。如果没有软件的统一架构，不能够支撑智能化和软件定义汽车的应用。而要软件定义汽车，我们必然需求是从简单的分布式的烟囱式架构走向计算通信架构（CC架构）。从CC架构最基本的特征来看，纵向的分层解耦、横向的模块化是基本的特征，这是一个平台化的基本特征。另外智能驾驶融合ICT技术以及车控技术，它的复杂度是非常高的。从芯片到硬件工程到操作系统、通信、云这些每一项技术都可以成立一个很专业的公司，另外涉及到很多AI算法，同时车控技术也是一个技术含量很高的事情，像车身的动力学控制、运动控制这些其实也是很需要技术含量的。如果走向智能驾驶，肯定复杂度是大大提升的。目前我们看到行业上大家都是从自己买来传感器到买来计算芯片，再到自己开发算法，都是一条龙端到端开发，也就是自己做一根完整的烟囱。目前看，这种方式很难实现工程化和走向量产。从这个意义上讲，我们也需要平台化的开发和技术实现方式。

那么什么是平台化？其实汽车行业里面应该对平台化已经发展了40多年。这里有一个定义，平台是指汽车从研发到量产过程中将设计方法、核心零部件、生产工艺等进行最大程度的统一化和体系化，汽车平台化战略适用于大规模的工业化生产，可以避免重复开发，通过提高零件复用率，缩短研发周期从而提高开发效率、降低开发成本。在平台化之前，汽车从19世纪末发明以来到19世纪初，美国的福特汽车发明流水线的生产，这个时候是标准化，也就是零部件的标准化、规格化和系列化，这个就是已经开始有平台化的雏形了。另外再过一个阶段，一些大的模块和系统开始了模块化，比如固件和总成的通用化和共用化，到80年代左右开始有汽车设计体系化和集成化，技术架构共用化和生产制造柔性化，整个平台的概念就产生了。应该说汽车行业对平台化是很有心得的，是受益于平台化的。汽车开发从标准化到模块化到平台化是一个很自然的路线。

说到智能驾驶计算平台的平台化，可以简单的映射成汽车的平台化。我们把目光回溯一下，六七十年代发明兼容机的概念，从芯片到板卡到操作系统，实现模块化，实现了兼容机可插拔专业分工的方式。智能驾驶相当于我们在汽车领域里面计算机系统，平台化也可以让产业分工协作更加的紧密、更聚焦和更专业。有哪些好处呢？一是汽车企业可以结合平台与tier 1进行互通互联，很多的器件选型就可以像兼容机那样直接选，市面上摄像头选谁的，激光雷达选谁的，硬件平台选谁的都可以自由选择，组合起来就可以在上面自己做场景应用的开发即可，很容易形成汽车企业自己有特色的功能和产品，这样的产品应该是最具竞争力和最具差异化的，主机厂的核心控制力就在应用算法上，而不是目前ADAS产业的现状，供应商供给我什么就只能拿来用什么。特斯拉的出现，给我们带来了一个眼前一亮的感觉，特斯拉计算平台标准化做的非常好，它可以拿不同的摄像头，拿不同的毫米波雷达自己集成到自己的计算平台，自己开发算法，它的功能和车的特点就和很多传统车完全不一样了。不光是让车有特点，而且它开发的效率非常高，开发的成本也是非常的低。如果说传统车开发一代全新车型需要两年到三年，通过平台化的方式可以缩短到一年或者一年半的时间，缩短了一半。从本质上来讲，技术的进步，其实质都是效率的进步，效率提高了，你的成本肯定是低的，你的效率高了之后，你的技术迭代的速度肯定快。如果一代车型不行，下一代车型马上推出改进版本。特斯拉技术的先进性就体现在，一是成本，二是技术的效率。这些正反两方面的例子，其实也就是我们平台化给整车厂带来的好处。

说到平台化后，再说为什么需要标准化。上面的图展示了平台化的源头就是标准化，各个部件标准化之后，把各层之间的接口标准化，自然而然的走向了平台化，平台化是天然需要标准化做支撑的，这就是为什么需要标准化的东西。智能驾驶计算平台，相当于在车上装了一个超级计算机系统、移动数据中心。举例子来讲讲为什么我们需要平台化和标准化的开发方法。从这个图可以看出来，我们从芯片到硬件到OS到中间件，这个是分层解耦的。中间件到上面的场景应用软件还可以再平台化和标准化，比如说功能软件平台，我们可以把功能软件再细分为感知模块、融合模块、定位模块、决策模块和控制模块等等，如果每个模块都可以把它标准化，每一个模块都可以有专业的公司去进行很深度的、专业的开发。如果某个公司可能也就200人，但是专业专攻感知模块，在计算平台基础上，整车厂就像乐高积木一样直接拿来各种各样的专业模块插接上去，可以拿世界上最好的感知模块、世界上最好的融合模块组合起来形成应用的底座，自己在上面开发最有价值的产品应用和最具差分度的场景应用。再比如说工程的标准化，现在特斯拉可以更换硬件了，传统车是完全做不到的，特别是对硬件进行更换和升级。如果计算平台安装位置工程做到了标准化那就好办了，比如说计算平台安装在车上某个固定位置，经过比较，发现手套箱里面是环境最好了，通风、冷却效果较好，空间也是足够的。如果把空间尺寸和安装位置标准化，当主机厂开发的时候，把这个位置留出来，今后可以一代一代的迭代，可以系列化，今后如果你要更换硬件，或者更换计算平台，把接口留好就可以，可以做硬件的迭代和升级，今后汽车的价值不再是从整车厂卖完之后不管了，我们可以通过再把计算平台更新，再把软件更新，给消费者去做一个更多的更好的选择，可以从整个生命周期为客户持续创造价值。这个是我们举的工程标准化的、对主机厂有利的例子。

以上只是两个例子，我们针对智能驾驶平台化和标准化，其实是有更多的可以去做接口的地方。请大家看这张图，最中间是智能驾驶计算平台，提供从CPU、AI加速器等硬件和从OS到中间件等软件，而围绕这个计算平台的前、后、上、下方向的各种接口，都可以做标准化的定义。比如左边是传感器，接输入这块的传感器是可以标准化的，今后如果传感器接口统一的话，用统一的格式或者大的带宽把原始数据直接到平台里面，这个方式可以节省很多成本。另外，在计算平台上经过计算后，输出的决策指令到线控系统，那么线控这一块也可以标准化，比如说规控算法出来之后对制动系统、转向系统有什么样的要求，是一个加速度还是轨迹？这个其实可以标准化，我们可以传共同的语言对接后面的运动控制系统，这样就不会有目前行业上这么混乱的现象。另外是刚才说过功能软件平台可以做一些标准化的东西，做各个不同的模块的插件。另外一个例子是工程方面比如安装位置等可以做一个标准化的东西。我们的车载计算平台就是一个超级计算机在车上，就是车上的移动数据中心，那么安全方面也可以做很多标准。总结来说，我们从平台化到标准化，是可以做很多接口标准和工程系列的标准。

以上就是我们为什么行业上需要平台化，为什么从平台化推导出来需要标准化。那么华为目前的解决方案是什么呢？华为MDC提供一个软硬件一体的计算平台，是个智能驾驶的数字底座，这是我们的定位。汽车有很多的安全，传统的主动安全、被动安全，现在又是功能安全和信息安全；可能针对产业来讲，还有供应链的安全。华为是目前业界唯一全自研的，我们从CPU到AI模块到操作系统到工具链都是自研，所以供应链是能有保障的。

下面把华为MDC平台打开来讲，看提供哪些具体模块。一个是硬件，这个图上深色底的是硬件，包含了主控CPU、AI加速器，另外还有专门的图像处理器、存储管理器等等；接口方面刚也说过，我们提供摄像头、毫米波雷达、激光雷达和超声波雷达的各种接口；另一个后面是接车控系统，有线控相关的ECU，另外和IVI系统、TBOX，我们都是有接口连接的，这是硬件的基本情况。另外一个软件的情况，软件是指中间有颜色的部分，有自适应的软件平台层，自适应的软件组件，有相关的中间、AI算子库、驱动，还有软件服务如各种安全模块，另外还有设备管理方面的基础软件。基础软件方面，华为开发了一个全自研的操作系统，具有高安全性、确定性低时延的能力。在信息安全方面，华为MDC是在数据面与控制面多层安全管控，华为在ICT领域里面深耕了30多年，信息安全是我们传统强项，虽然说汽车的信息安全和ICT的信息安全有不太一样的地方，但是基本的技术内核是一样的，信息安全是我们的强项。我们叫做移动数据中心，理念是外面错误的信息、干扰的信息进不来，进来了拿不走，进来之后就算拿走也看不懂，还有能OTA更新，这是四个方面保障数据安全；另外从控制面讲，触不到，改不了，不影响，能修复。在功能安全方面，我们要保证最小安全系统是100%可靠的设计，MDC具有最高的安全架构设计，另外安全等级的隔离。同时，我们也给开发者提供相应的工具链，完善功能、强大，并给开发者做最大程度的方便性；我们工具链主要是三块，一个是AI模块的，可以支持主流的AI框架和已有的AI模型，以及华为自己的AI计算框架MindSpore；二是配置工具，支持代码重用和代码自动生成，再生成可执行的程序，这是我们提供完整的工具链。 MDC是一个系列化的产品，目前有MDC300、MDC600，我们一代一代小步快跑做迭代。面向的主要场景应用，各种类型的我们都支持，因为我们是面向整个智能驾驶行业的基础平台，华为最擅长做最核心、技术含量最高的基础平台的东西，我们做智能驾驶里面的黑土地。因为智能驾驶计算平台要发展，客观上需要平台化，而平台化又需要标准化做支撑，所以我们和标准组织一起推进从传感器到线控到OS接口等方面的标准。和行业同仁一起把智能驾驶从目前的状态共同推到专业化的分工，一起把智能驾驶技术工程化，做到量产目标，建立一个共同的、健康的生态圈。

简单总结下：目前汽车新四化促使汽车电气电子架构从分布式的EE架构必然走向集中式CC架构。智能驾驶融合ICT及车控技术，10倍技术复杂度也是要求需要平台化的计算技术。平台化需要标准化，特别是接口标准的支撑，标准的本质其实就是定义接口。华为MDC的平台化和标准化，使能智能驾驶产业分工协同、建立健康生态，一起把智能驾驶推向更远、更可用的状态。

（本报告根据速记整理）

CAAI原创 丨 作者邓湘鸿

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