汽车中采用的技术和软件数量的显著增长推动行业的发展迎来新的拐点，由此发展为所谓的软件定义汽车(SDV)。

在软件数量的指数级增长、人工智能(AI)的不断发展，以及新一代SDV的代码数量预计将多达十亿行的基础上，汽车行业还面临着电气化发展、自动化水平的提高，以及新型的车载数字体验等方面的更多复杂性挑战。这一切需要汽车制造商对电气电子(E/E)架构进行再构思，致使整合的水平将不断提升，以至于牵动对性能、功能安全及可靠性更高的要求。在计算需求更加复杂的背景下，供应链面临着挑战，汽车行业希望通过简化汽车芯片和软件的开发与部署，加快上市进程。

面对多重挑战，市场迫切需要一套能够在开发伊始就可提供全新硬件和相应软件支持的新方法。通过扩展Arm汽车增强(AE)IP产品组合，Arm为汽车合作伙伴带来了新一代的前沿技术。然而，为了助力合作伙伴进一步实现芯片和软件开发与部署，我们还需要一项关键技术的加持，即本次推出的基于前沿技术的全新虚拟原型平台。

为什么需要虚拟原型平台？

借助虚拟原型平台，我们的汽车合作伙伴无需等待物理芯片，就能通过虚拟原型的方式对IP进行评估。它重塑了合作伙伴的设计流程，加快了SDV芯片和软件的开发和部署，缩短了上市进程。这一变化至关重要，因为为了跟上软件指数级的增长速度，提早启动开发流程就显得尤为关键。我们预测，全新的虚拟原型平台、全栈软件解决方案以及新一代的ArmAEIP的推出，可为行业节省大量时间和成本，并可缩短多达两年的开发周期。

虚拟平台的三个关键用例

专为先进驾驶辅助系统(ADAS)、车载信息娱乐系统(IVI)和智能座舱等AI驱动的特定汽车功能而构建的全新虚拟原型平台，主要锁定SoC设计和软件开发流程的三个关键用例：

· SoC架构的探索。通过虚拟原型平台，我们的汽车合作伙伴可以在开发芯片时更细致地了解所选择的SoC架构。

· ​用于基础软件平台开发和集成的固件、实时操作系统 (RTOS) 和设备驱动程序，其中包括操作系统移植以及驱动程序和中间件开发。

· 功能/应用开发和单元测试，为软件应用开发和验证提供支持。

Arm携手合作伙伴推出虚拟原型平台

虽然多数搭载全新ArmAEIP的芯片的物理开发板将于2025与2026年之间交付，但虚拟原型平台的推出，使我们的汽车合作伙伴能够在第一时间进行虚拟原型的工作。这意味着在获得物理芯片前，他们就可以着手评估设计选择。

我们通过ArmFastModel（快速模型）创建ArmAEIP模型，将这些模型技术授权给我们的EDA合作伙伴，再由他们将构建的工具授权给汽车合作伙伴。这项工作主要侧重于基础软件平台的开发和集成。

Arm的EDA和云服务设计合作伙伴也针对上述三个用例发布各自的虚拟原型平台。凭借适用于SDV的PAVE360软件，西门子EDA将云上的加速“硅前开发”增添至其硬件辅助验证产品组合中。

该解决方案是首个支持全新ArmCortex-A720AECPU的加速仿真环境。在AWSGraviton处理器上运行的Corellium自有建模技术，可提供具有功能代表性的IP虚拟原型，同时满足高级AI工作负载和电子/电气架构整合所需的高性能。上述两个虚拟原型平台均提供基于云端的ArmIP加速模型，以实现高效的软件开发和验证体验。楷登电子(Cadence)也正与Arm开展合作，基于其HeliumVirtual和HybridStudio开发一款参考设计和软件开发平台，加速面向ADAS应用的芯粒开发。今年，Arm的合作伙伴将陆续发布更多的虚拟原型平台。

实现指令集架构对等

虚拟原型平台旨在帮助实现云端和边缘侧用例之间的指令集架构(ISA)对等，也称为“环境对等”，即在云端和边缘侧（汽车中）使用完全相同或几乎相同的指令集架构。ArmNeoverse平台在云市场的成功，加上ArmAEIP在汽车领域的普及，意味着基于Armv9-A架构的ISA实现了云端和边缘侧的环境对等。

以PAVE360平台为例，相同的ISA分别通过基于Cortex-A720AE的虚拟原型平台存在于汽车中，且借助基于ArmNeoverse的AWSGraviton实现于云上。这意味着汽车应用可以在云端开发后，无缝地部署到边缘侧，实现更高效、更快的汽车软件开发体验。此外，只要接口的行为相同，云端和边缘侧就可以使用相同的二进制文件。虽然这取决于虚拟原型和汽车之间的差异，但仍意味着在汽车开发的过程中无需重新编译二进制文件或进行重复验证的工作。

这加快了整体质量控制和功能安全认证。西门子EDA已与Arm及AWS展开密切合作，将PAVE360平台上云，确保ArmAEIP的虚拟原型平台的顺畅评估。

云边部署

由ISA对等和虚拟原型平台实现的全新云边开发方法，旨在改变传统的嵌入式软件开发思维。而这种改变势在必行，因为当前的嵌入式软件开发方法显然无法跟上软件复杂性的增长速度，特别是考虑到软件复杂性和生产力水平之间的差距不断扩大。麦肯锡的一项研究[1]指出，根据对200多个汽车项目的分析，虽然软件复杂性增加了5.5倍时，生产力仅增加了约1.2倍。

云边开发的方法意味着软件可以在云端开发，并集成到CI/CD工作流中，从而实现连续性的构建、测试和验证。还能带来更多优势，例如：同时运行多个高性能工作负载，简化汽车开发流程，提高软件生产力，以及改进现代汽车安全型架构中常见的跨异构计算域的多线程工作负载。

助力实现SDV

虚拟原型平台的开发是Arm实现软件定义汽车愿景的四大支柱（行业合作、标准、现代方法论和汽车仿真）中的重要组成。得益于SOAFEE项目和采用基于标准的方法，我们的软件生态伙伴能在虚拟原型平台推出的伊始就提供全栈软件解决方案。SOAFEE项目吸引了来自汽车行业和软件社区中领先企业的加入，并在实现软硬件解耦、开发新的软件方法以支持如混合关键编排等各种功能发挥关键作用。同时，通过如SystemReady和PSACertified等支持针对工作负载可移植性的开放标准，Arm将继续推动整个汽车行业实施可靠的标准。这一切都为了全面支持Arm的汽车和软件生态系统，助力其开发和部署SDV中的计算解决方案。

汽车“左移”策略

全新虚拟原型平台的推出旨在大幅度缩短上市进程，并解决行业计算和供应链挑战。因此，它在汽车开发与部署中实施更广泛的“左移”策略上发挥了重要作用。我们与EDA以及云服务设计合作伙伴协作，共同带来虚拟原型平台，以加速开发和部署进程，并实现从云到边的顺畅汽车开发流程。

我们的终极目标是提供汽车技术平台，带来出色的性能、效率和规模，并在汽车的整个生命周期中实现更快的软件开发和持续更新。我们期待广大的汽车合作伙伴能够立刻体验并深入探索全新的虚拟原型平台，感受这些技术为软件与SoC开发者，乃至整个汽车生态系统带来的优势。这势必将加速软件定义汽车的发展步伐，带来更加沉浸、流畅的无缝驾驶体验。

​来源：Arm by  John Kourentis