服務型閘道：喚醒”沉睡”的汽車數據

毫不誇張地講，今天的汽車猶如一頭“數據怪獸”：據估算，一輛汽車每小時由車內各個電子系統產生的車載資料量已經達到了4TB，這是一個相當可觀的量

在“大數據”簇擁者的眼中，這樣海量的資料無疑是一座價值連城的“寶礦”，未來可期；但是在車企和消費者用戶的眼中，為了支援這些數據量，則需要付出很現實的代價。就拿支撐這些車輛數據交互流動的線束系統來說，如今一輛高端車的線束系統總長就達5000公尺，重量約為60公斤；而在未來的無人駕駛汽車中，基於目前的車載網路架構，線束系統重量將高達100公斤。對於車企來說這無疑是一筆沉重的成本，而對於用戶來講，這無異於是在為增加的“數據”掏油錢。

因此，如何能夠喚醒這些“沉睡”的汽車數據，真正讓他們“變現”，也就成了當今汽車產業迫切需要解決的一個問題。在諸多解決思路中，有一個名詞這兩年被反覆提及，這就是“服務型閘道”。

什麼是服務型閘道？

其實隨著汽車網聯化的發展，人們對車載閘道的概念已經不陌生了——一方面，車載閘道擔負著在車輛不同匯流排架構之間協定轉化的工作，以打破不同車載子網路之間數據的藩籬；另一方面車載閘道也扮演著汽車與外部通信網路之間溝通樞紐的角色，讓汽車不再是一個資訊孤島。

但是這樣的傳統車載閘道，其對資料的加工是“初級”的，其核心的作用就是進行資料的轉換和處理；而越來越多的應用場景會要求，車載閘道能夠擔負起更多的設備管理的工作，進而可以為使用者提供更加智慧的服務，這時候就要求車載閘道能夠對資料做進一步的“精加工”——或是在本地基於資料進行及時的決策和回應，或是在經過邊緣計算處理後將“有用”的資料傳輸到雲端，進行全域化的分析和洞察，為汽車賦予更多的智慧……進化到這個層次的車載閘道，就可以稱其為“服務型閘道”了。

我們可以用更簡單的一句話去概括傳統車載閘道和服務型閘道之間的差別：前者處理的物件是資料，而後者面對的則是用戶，表面上看兩者只是在性能和功能上的差異，而實際上其背後是設計和應用理念深刻的改變，這也會對未來的汽車架構乃至汽車行業的商業模式產生深遠的影響。

加速車輛架構演變

首先，服務型閘道的出現，將加速未來車輛架構的演變。

傳統汽車採用的是分散式的電子架構，也就是由多個ECU來實現車輛的電子電氣功能，再通過相應的汽車匯流排將相關聯的ECU連接在一起。但是這樣一種點對點、扁平化的架構從本質上來講，是一種基於硬體的架構，在系統的擴展性上很容易遭遇瓶頸，且功能的升級也會很難，這顯然不利於汽車行業因應市場發展快速反覆運算的要求。而基於軟體的、集中化管理也就成為了車輛架構演變的一個大方向。

服務型閘道的出現，將大大推進傳統分散式的車輛架構向基於功能域的架構演進。所謂基於功能域的架構，就是指將功能相同或相近的ECU納入到一個功能域中（如動力傳動、底盤與安全、車身控制、資訊娛樂、高級駕駛輔助系統等），由網域控制站來集中管理，而服務型閘道則作為整車的中心樞紐，安全地與功能網域控制站互聯並處理異構車載網路中的資料，同時與雲端建立安全高效的連接，支持從雲端接收無線（OTA）更新，對車載電子系統進行遠端的升級、管理和維護。

圖1，基於域的車輛架構中，服務型閘道處於重要的核心地位（圖源：NXP）

挖掘汽車資料價值

這種車輛結構的變化，實際上也為挖掘海量汽車資料的潛在價值奠定了基礎。

正如上文所述，以服務型閘道為核心的基於功能域的車輛架構的發展，將一種傳統的依賴於硬體的系統轉變為基於軟體管理的系統，這裡面的潛臺詞就是：以前由硬體定義的汽車的功能，以後將改由“軟體定義”，你買到手的汽車會經由軟體的升級呈現出不同的“狀態”。比如你早上開啟汽車，中控屏上會顯示“您的汽車已經通過自動OTA升級增加了某種新功能”——這有點像我們的智慧手機——然後你就可以開始體驗了。由此帶給用戶的感覺是：一個汽車不是越用越舊，而是常用常新！這樣的驚喜誰不想要呢？

而對於車企來說，未來他們也可以通過服務型閘道實施更多的遠端系統管理服務：除了通過OTA給使用者系統升級“送驚喜”，還可以遠端修復軟體中的bug，避免以往繁瑣而昂貴的召回維修工作。進一步來講，車企可以通過雲計算，對服務型閘道收集上來的資料進行分析和處理，並據此掌握用戶的偏好，以便為其推送和銷售更為個性化的服務。這背後的“錢”景就很廣闊了——這意味著，一輛車的銷售，不再是一錘子買賣，通過服務型閘道這個紐帶，車企和用戶之間將發生更為頻繁而長久的互動，進而促成更多可產生附加價值的交易。

而且這種車輛資料所釋放出來能量，也將輻射到整個汽車生態鏈中的其他環節。比如基於服務型閘道收集的原始資料，保險公司可根據駕駛員行為（加速、制動、速度、轉向燈的使用）、車輛位置和路況制等，實行個性化、動態化的保險費率，從而降低成本。物流公司也可以通過服務型閘道，隨時監控運輸車輛的狀態，以便優化燃油效率或解決預測性維護問題，從而減少車輛意外故障的發生。當然這些資料，對於共用汽車等新業態的發展也會起到推波助瀾的作用。

服務型閘道離我們還有多遠？

像每一次重大的技術升級換代一樣，服務型閘道的應用以及車輛架構的變革，還需要一個過程，這對於行事非常審慎的汽車行業來說，更是如此。在這個過程中，也有不少技術挑戰需要去克服。

比如說，服務型閘道就對新一代的車載處理器/控制器提出了更高的要求，需要其具有更高的處理性能，能夠確保車載資訊安全的需要，並且具有足夠高的功能安全性。

為此，各個汽車處理器廠商已經在厲兵秣馬。今年年初恩智浦推出的S32G處理器，可以說就是一款為服務型閘道量身定制的產品：S32G同時提供ASIL D等級的MCU和MPU，以及針對網路通信的硬體加速器，從而能夠減輕處理器的負擔，以應對新一代汽車所處複雜即時環境，提供確定性的網路性能，從而提供增值服務。同時，S32G嵌入了高性能的硬體安全加速器以及由硬體安全引擎(HSE)支援的公共金鑰基礎設施(PKI)，確保足夠的資訊安全性。恩智浦希望S32G能夠提供10倍算力與網路性能，並借此卡位元服務型閘道的風口。

圖2，恩智浦推出的面向服務型閘道的S32G處理器（圖源：NXP）

可以預見，未來圍繞服務型閘道所做的技術嘗試會越來越多，這些努力都會讓服務型閘道最終走入到汽車之中，讓不斷增加的海量的車載資料不再是一種負擔，而變成實實在在的財富。