华为MDC计算平台通过高级别功能安全评估有望明年量产

1、智能化是汽车“新四化”的核心，MDC 平台是汽车智能化的大脑华为汽车业务在“云-管-端”的架构下，发力智能驾驶、智能网联、智能座舱、智能电动、智能车云五大模块，其中智能驾驶对应“端”。华为认为智能化是汽车工业“新四化”的核心，智能驾驶计算平台是产业发展的关键。图 1：华为汽车业务布局资料来源: 华为云学院，国信证券经济研究所整理华为 MDC 智能驾驶计算平台包含硬件平台、平台软件、工具链、安全平台四大部分，搭载智能驾驶操作系统 AOS、 VOS 以及 MDC Core，兼容 AUTOSAR，支持 L2-L5 级别自动驾驶的平滑演进，是实现智能驾驶全景感知、地图与传感器融合定位、决策、规划、控制

2、等功能的汽车“大脑”，适用于乘用车、商用车与作业车等多种应用场景。图 2：MDC 智能驾驶计算平台总体架构资料来源: 华为云学院，国信证券经济研究所整理华为早在 2014 年就成立了“车联网实验室”，致力于汽车互联化、智能化、电动化和共享化的技术创新，延伸华为“端、管、云”的 ICT 能力，面向智能网联电动汽车的应用场景储备技术。2019 年 5 月华为正式成立智能汽车解决方案 BU，进一步明确了自身的定位和业务边界：华为不造车，聚焦 ICT 技术，提供智能网联汽车增量部件，帮助车企造好车。如今，华为 MDC 610 设计通过 ASIL D 级功能安全评估，将助力华为汽车智能驾驶业务进入快车道

3、。表 1：华为造车里程碑时间华为造车相关举措2013 年华为针对汽车推出了车载通信模块 ME909T。进军车联网2014 年华为在“2012 实验室”设立车联网实验室2014 年 10 月和 11 月华为先后与东风、长安、一汽签订了合作协议，在车联网、智能汽车领域共同开发。2014 年 12 月东风联合华为，研发无人驾驶汽车2015 年华为接连拿到了来自奥迪、奔驰的通信模块订单2017 年 2 月华为在其一向很活跃的德国开展 5G 自动驾驶测试2017 年 9 月北汽新能源与华为展开战略合作，共同研发技术产品2018 年 7 月长安与华为再签战略合作，将建立联合创新中心2018 年 8 月东风

4、和华为深化合作，打造智能网联汽车2018 年 10 月华为与上海博泰签署了双方基于华为 OceanConnect 平台的合作。这是华为在与众多车企开展合作之后，首次与车联网企业公开签署合作协议，也是博泰在百度深度技术合作之后又一个技术巨头生态的合作2018 年 11 月北汽新能源与华为合作，打造智能新车型2019 年 1 月长安汽车与华为签署战略合作打造“创新中心”2019 年 4 月上海车展首次以智能汽车增量部件供应商身份参展2019 年 4 月华为与四维图新开展合作，探索智能出行2019 年 4 月华为大举招聘汽车工程师2019 年 6 月华为正式成立智能汽车解决方案业务部2019 年 1

5、1 月原北汽集团党委常委、北汽新能源总经理郑刚加盟华为，并出任华为智能汽车解决方案事业部（BU）副总裁2019 年 11 月华为一次性通过欧洲汽车行业车载终端的 TISAX 认证（可实现汽车行业信息安全评估的相互认可，并提供通用的评估和交换机制）2020 年 2 月华为 MDC 智能驾驶计算平台获得了 ISO 26262 功能安全管理认证证书（全球电子零部件供应商进入汽车行业的准入门槛之一）2020 年 6 月华为发布自动驾驶网络解决方案白皮书2020 年 10 月华为首次发布了智能汽车解决方案品牌 HI2020 年 12 月华为 MDC 610 设计通过 ASIL D 级功能安全评估资料来源

6、: 华为智能汽车解决方案官网，亿欧网，国信证券经济研究所整理智能驾驶产业催生标准化计算平台，华为 MDC 平台优势突出智能驾驶分为 L0-L5 共 6 个级别：智能驾驶的工作原理是通过激光雷达、毫米波雷达等感知层硬件来探测汽车周围的环境，获取数据后传输至决策层进行处理判断，最后由执行层硬件具体控制车辆的行驶活动。SAE 将智能驾驶划分为 L0-L5 共 6 个级别，L0 级别为无自动驾驶功能，L5 级别为完全自动驾驶。图 3：从 L0 级别到 L5 级别自动驾驶演进路线资料来源: 各政府官网，国信证券经济研究所整理高级别智能驾驶对于“大脑”算力有较高要求；在智能驾驶系统的运作过程中，环境感知数

7、据、高精地图定位数据、车联网通信数据等多种类数据需要一个强劲的“大脑”进行精确高效的分析处理，对海量数据进行快速且复杂的逻辑运算需要非常高的处理器算力。一般认为，L2 级别智能驾驶需要的算力大约为 10tops（1tops 代表处理器每秒钟进行 1 万亿次，也就是 1012 次操作），L3 级别需要的算力大约为 30-60tops，L4 级别需要的算力则大于 100tops。 L5 级别需要的算力目前还没有明确定义，可能在 1000tops 以上。巨大的算力要求对智能驾驶系统的芯片性能和算法逻辑都构成了挑战，目前主流的智能驾驶解决方案只能基本满足 L3-L4 级别的部分需求。表 2：智能驾驶算

8、力需求智能驾驶级别算力需求L2100topsL5可能1000tops资料来源: CSDN，国信证券经济研究所整理平台化与标准化是智能驾驶产业的发展趋势：作为汽车“大脑”的智能驾驶决策层硬件，研发设计、生产制造、验证测试的技术门槛高、开发周期长，而且汽车工业对产品性能、安全性及可靠性有极高要求。传统汽车企业往往缺乏处理器、操作系统等软硬件整合技术的研发积累，初创企业规模较小、资源有限也无法支撑底层技术的长期投入，智能驾驶计算平台的出现符合产业界的一致需求。此外，由于汽车工业体系复杂，产业链上下游的参与者数量众多，为提升产业链的研发效率，降低替换成本，促进产业链精细化的分工合作，平台化与标准化势在

9、必行。目前智能驾驶产业的主流玩家，都是采用集中式计算平台的技术架构，硬件的物理尺寸和接口保持统一，平滑演进。图 4：平台化与标准化是智能驾驶产业的发展趋势资料来源: 华为 MDC 智能驾驶计算平台白皮书，国信证券经济研究所整理华为 MDC 平台性能卓越，优势突出：华为 MDC（Mobile Data Center）智能驾驶计算平台坚持“平台+生态”战略，遵循平台化与标准化的原则，支持组件服务化、接口标准化、开发工具化，具有“全系、安全、协同、开放”的独特优势，为智能驾驶产业提供“高性能、高安全、高可靠、高能效、确定性低时延、开放生态”的“四高一低一开放“的优势平台，通过系列化硬件、平台软件、前

10、向兼容使能智能驾驶进入快车道。表 3：华为 MDC 平台具有“全系、安全、协同、开放”的独特优势MDC 平台优势优势具体介绍全系/Scalablility采用统一的硬件 架构，提供 48160 TOPS 强劲算力的系列化产品，配套持续升级的操作系统 AOS、VOS 及 MDC Core，前向兼容平滑升级，保护客户投资；覆盖 L2+L4 级别的乘用车、商用车、作业车等不同智能驾驶场景所需。安全/Safety&Security基于六维度全面可信设计，通过 R-Lock 双冗余互锁架构与多重可靠性设计，提供接入/平台/应用 3 层信息安全体系，抗振、防水防尘、防电磁辐射，满足 ASIL D/CC E

11、AL5+的车规级安全认证要求。协同/Collaboration华为 Octopus 与 OceanConnect 平台，提供丰富的仿真与训练服务、高精地图云服务、OTA 升级、车联网服务、远程运营管理等功能。通过与 MDC 的无缝对接，实现训练仿真协作，算法研发效率提升，以及实现车路网云协同，提升用户的用车体验。开放/OpennessMDC 平台硬件遵循传感器、执行器等主流接口标准，MDC 平台软件通过 MDC Core 对外开放丰富的 API 能力，与传感器、执行器及应用软件算法等产业链生态伙伴全方位合作，提供线上线下赋能培训，帮助生态伙伴快速构建多场景的智能驾驶解决方案。资料来源: 华为智

12、能汽车解决方案官网，国信证券经济研究所整理华为 MDC 拥有广泛密切的产业合作网络：华为 MDC 与产业界的 50 多家主机厂、Tier1、应用算法、传感器、执行器等客户及生态合作伙伴，在乘用车（L2+）、商用车（智能重卡、港口物流）、作业车（无人矿卡、无人配送）等领域，均已实现了基于华为 MDC 的可落地的智能驾驶解决方案。舍弗勒、希迪智驾、Momenta、禾多科技、元戎启行、新石器等都与华为建立了广泛深入的合作关系。图 5：华为 MDC 合作伙伴资料来源: 华为智能汽车解决方案官网，国信证券经济研究所整理MDC 硬件平台：自研芯片，异构计算，接口开放，标准统一MDC 硬件平台的物理结构：华

13、为 MDC 硬件平台从物理结构来看，主要分为计算单元和安全 MCU 模块两部分，计算单元内部又包含 CPU 模块、图像处理模块、AI 模块和数据交换模块。其中，数据交换模块主要负责其余各个模块之间的数据传输交互；图像处理模块可以把来自于激光雷达等感知层硬件的原始数据转换成 YUV/RGB 格式；AI处理模块负责 AI 运算，主要是 CNN 运算和感知层硬件的 AI 处理；CPU 模块负责整型计算，部署定位、规控、融合等应用软件的算法。图 6：华为 MDC 平台硬件物理结构资料来源: 华为云学院，国信证券经济研究所整理MDC 平台的异构算力基于华为自研芯片：智能驾驶涉及到感知、融合、定位、决策、

14、规划、控制等多个环节，不同环节所需的算力类型也不同。比如，激光雷达的点云数据处理需要大量 CPU 算力，摄像头数据则更需要 AI 算力才能快速处理，决策、定位、规划等逻辑处理环节又需要 CPU 算力。智能驾驶计算平台需要多样化的异构算力，华为 MDC 硬件平台的异构算力主要基于自研芯片。以 MDC 300F 为例，该平台包含两个华为自研的核心芯片，分别是基于 ARM 架构的 CPU 处理器鲲鹏 920s 与基于达芬奇架构的 AI 处理器昇腾 310。图 7：华为 MDC 300F 的自研芯片资料来源: 华为云学院，国信证券经济研究所整理MDC 平台的数据输入方式：智能驾驶感知层硬件主要有摄像头

15、、GPS、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达。摄像头是通过 GMSL 接口接入 MDC 平台，因为摄像头数据一般是原始图像数据，需要经过 ISP 的处理之后才能给自动驾驶算法使用；组合定位通过 CAN/UART（串口）接入，毫米波雷达和超声波雷达通过 CAN 接入，因为这类数据需要在 MCU 子系统中封装成 SOME/IP 信息发布到 CPU 中，由 CPU 中的决策规划、感知识别等算法进行部署处理；激光雷达是通过 ETH（以太网）接入，直通 CPU 子系统，因为激光雷达的数据量比较大，并且业务应用可以直接获取到激光雷达的裸数据，所以不需要封装成 SOME/IP 信息，直接用 socket 处理

16、即可。MDC 平台的数据输出方式：HMI（人机交互系统）通过 FPD-LINK 接口从 MDC 智能驾驶计算平台读取数据，环视摄像头数据传入 MDC 后通过拼接可以形成环视图，处理完成后可以把一个环视的显示通过 FPD-LINK 输出到 HMI显示给用户。T-box 通过 ETH（以太网接口）接收数据。CAN 接口可以对接底盘的一些 ECU，包括转向、刹车和动力的 ECU，直接控制汽车行驶。图 8：华为 MDC 平台数据传输逻辑资料来源: 华为云学院，国信证券经济研究所整理MDC 平台软件：兼容 AUTOSAR，支持多场景应用开发车控 OS 安全架构领先，覆盖应用全面：华为 MDC 软件平台主

17、要包括车控 OS、自适应软件服务和自适应软件组件。车控 OS 主要有 AOS、VOS 以及 MDC Core。AOS 与 VOS 基于通过 CC EAL5+安全认证的商用 OS 内核，符合ASIL D 的功能安全架构和安全机制要求，采用用户态分布式实时通信架构，保证上层应用的确定性低时延，兼容主流 POSIX 标准接口和主流基础库。MDC Core 对外开放，提供 Classic AUTOSAR 与 Adaptive AUTOSAR、功能安全、网络安全以及 OTA 升级等 100 多个 API 服务，覆盖了上层智能驾驶应用的开发、调测、部署、运营等全生命周期的核心流程，支持主流的 AI 框架及

18、 1000 多个 AI 算子，同时还对外提供功能软件框架及规范，定义了智能驾驶基本算法组件之间的开发接口，提升了应用场景与算法组件的研发效率与组和灵活性。图 9：华为 MDC 平台软件架构资料来源: 华为云学院，国信证券经济研究所整理基础软件与应用软件解耦，开发效率提升：自适应软件服务是供上层智能驾驶应用程序调用的服务接口。自适应软件组件则是华为自研的软件中间件，与 AUTOSAR 兼容，主要功能是实现应用层软件与基础软件的解耦。严格来说， AUTOSAR 也是一种中间件，作用是连接操作系统和应用程序，将不同操作系统提供应用的接口标准化、协议统一化，屏蔽具体的操作细节，使应用的开发运行与操作系

19、统无关，减轻应用开发者的负担，提升开发效率。图 10：Classic AUTOSAR 的软件架构资料来源: AUTOSAR 官网，国信证券经济研究所整理MDC 工具链：集成三大工具，安全可信，高效便捷华为 MDC 计算平台的工具链基于 Adaptive AUTOSAR 架构搭建，集合 Mind Studio（AI 开发工具），MDC Manifest Configurator（配置工具）和 MDC Development Studio（应用开发 IDE）三大工具，可提供安全可信、高效便捷、灵活开放的自动驾驶应用开发工具环境。图 11：MDC 工具链的基本结构资料来源: 华为云学院，国信证券经济

20、研究所整理Mind Studio 主要支持 AI 模型转换、算子开发、调试调优、仿真运行以及拖拽式的应用开发。AI 模型的转换功能支持将 tensorflow 或者 caffe 的模型转换为昇腾 310 芯片所支持的格式，使基于 tensorflow 或者 caffe 训练完毕的 AI模型可以通过 Mind Studio 导入并转换。在 Mind Studio 上完成模型转换以及应用开发后，AI 应用的动态链接库会自动生成，并可以导入集成开发环境 MDC Development Studio 中供开发者调用。MDC Manifest Configurator 是一种基于AUTOSAR 规范的A

21、RXML 配置工具，提供模块化配置、模型关系图形化、拖拽式配置以及配置项校验等功能。如果已经有了 Adaptive AUTOSAR 平台的配置文件或者是诊断设计文件，可直接导入到配置工具中使用。MDC Development Studio 是一种集成开发环境，具备类似普通 C+ IDE 的代码编辑、编译、工程管理、调试运行、远程部署、性能分析等功能。除此之外 MDS 还提供了兼容 Adaptive AUTOSAR 平台的代码自动生成功能。在 MDS 中导入已配置完成的配置文件，然后进行代码自动生成和业务代码开发，对应用代码进行编译，最终可以生成可执行文件，通过MDS 的界面对可执行程序进行运行

22、远程调试，直接将应用程序拷贝到 MDC 智能驾驶平台上运行。图 12：MDC 开发工具链的优势资料来源: 华为云学院，国信证券经济研究所整理MDC 安全平台：三大维度，多个层次，满足车规级安全标准安全是智能驾驶的基本要求。华为 MDC 平台从信息安全、功能安全与车规及流程管理三大维度，构建立体式多层次安全防护体系，保护用户隐私数据安全，保障驾驶过程安全可靠。在组织内部，华为持续强化安全意识，并将安全植入分析、设计、诊断等流程的不同环节落实，实现从系统、硬件、软件、集成验证等多个层次的安全能力，满足业界通用的汽车安全认证标准。信息安全：通过 STRIDE 信息安全威胁方法论，全面分析信息安全威胁

23、，识别关键资产、识别风险并定义风险级别，从物理安全、网络安全、主机安全、应用安全、数据安全等 5 大维度构建 8 大安全框架，从传感器接入面威胁、智能驾驶应用软件面威胁、车载网络面威胁、调测面威胁、云端威胁、运维面威胁等六大方面，进行全面的安全威胁分析与技术实施方案应对。图 13：MDC 平台的信息安全资料来源: 华为 MDC 智能驾驶计算平台白皮书，国信证券经济研究所整理功能安全：遵循 ISO26262 标准，确保正确的计算、执行和调度（ASILD)，确保正确的传感器接入(ASILB)，确保正确的内部通信（ASILD)，确保正确的存储（ASILD)等，支撑智能驾驶应用达到 Fail-Oper

24、ational 的安全能力。通过架构级冗余、分层故障监控、应用分域限离、故障分级处理等多层安全防线设计，打造端到端的功能安全体系。华为 MDC 平台预留支持 SOTIF（预期功能安全）的能力，以满足未来智能驾驶应用更高的功能安全要求。车规级流程管理：在研发与生产制造等过程中，遵循整体质量体系 IATF16949、软件质量体系 ASPICE、可靠性测试指标 AEC-Q100、信息安全体系 CCEAL 及功能安全体系 ISO26262 等国际通用标准，逐步达到系统级 ASILD 的最高安全等级要求，在流程、文化、认证上植入安全意识与安全动作，将安全任务分解到分析、设计、诊断等不同环节，实现从系统、

25、硬件、软件、集成验证等多个层次的安全能力，满足车规级安全要求。图 14：华为 MDC 平台的流程管理资料来源: 华为 MDC 智能驾驶计算平台白皮书，国信证券经济研究所整理华为 MDC 平台优势总结总体来说，华为 MDC 平台具备技术领先、安全可靠、高效易用、标准化等特点，满足车载智能计算基础平台参考架构设计，遵从自动驾驶的测试要求与规范，将大大加速高级别智能驾驶的功能验证与规模化商用进程。图 15：华为 MDC 平台的结构与优势资料来源: 华为云学院，国信证券经济研究所整理华为汽车“端-管-云”五大业务合作方和潜在产业链梳理从“端-管-云”体系来看，云：智能车云，管：智能网联，端则从最初的车

26、机扩展到了智能驾驶、智能座舱、智能电动三大终端，形成智能驾驶、智能座舱、智能网联、智能电动、智能车云五大业务。聚焦核心部件，利用自身技术优势，积极探索和汽车领域产业链伙伴的合作，推到智能驾驶进入快车道。零部件合作方面，华为在智能电动、智能驾驶、智能座舱三“端”分别与宁德时代、华阳集团、富临精工、四维图新和航盛电子进行合作；“云”合作方面，华为 OceanConnect 车联云服务平台目前已经在标致雪铁龙（PSA）新车型 DS7 Crossback 上进行落地应用；“端”合作方面，华为和运营商中国移动、车联网企业博泰集团、启明信息展开合作。华为“管-云”合作方。在管（智能网联）和云（智能车云）方

27、面，华为和通信设备商、通信运营商、汽车测试评价、大数据和云平台企业都进行了相关合作。表 4：华为智能网联和智能车云相关合作方相关企业合作方向启明信息汽车智能网联、车载通讯技术等领域千方科技公路交通运输信息化、水路交通运输信息化、民航业务信息化、城市公共交通运输信息化等市场领域四维图新云服务平台、智能驾驶、车联网、车路协同、车载计算与通信五个领域中国移动“车联网与智慧交通领域”战略框架协议中国汽研智能汽车集成系统试验区裕太车通以太网 PHY 芯片（华为投资）上海博泰车联网领域的云计算、大数据、AI 人工智能、车联网、无人驾驶等领域资料来源：车云网、公司公告、公司官网，国信证券经济研究所整理华为“

28、端”合作方。华为在智能电动方面和电池企业宁德时代、富临精工（新能源电驱动总成领域的车载减速器），整车企业小康股份（金康新能源）进行合作，智能驾驶方面和图商四维图新，零部件祥鑫科技进行合作，智能座舱方面和上海博泰、航盛电子进行合作。表 5：华为智能电动、智能驾驶、智能座舱三端相关合作方相关企业合作方向宁德时代未透露详情小康股份新能源方向富临精工车载减速器（新能源电驱动总成领域）四维图新云服务平台、智能驾驶、车联网、车路协同、车载计算与通信五个领域祥鑫科技汽车 OBC/MDC 车载结构件等产品上海博泰车载 OS 操作系统华阳集团公司车机搭载华为 HiCar 应用，基于海思芯片推出 360 环视系统等航盛电子智能座舱等资料来源：车云网、公司公告，国信证券经济研究所整理总结来看，华为汽车业务在“端-管-云”五大业务板块和产业链上下游均建立了一定的合作关系，2020 年初，华为 MDC智能驾驶计算平台获得车规级认证，后续量产可期。除以下梳理的合作企业以外，我们建议关注电机电控以及智能座舱产业链相关企业，后续有望新增进入华为