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4.1 面向信号的软件架构
随着汽车电子电气架构向中央计算-域控制器的方向演进#xff0c;甚至向车云一体化的方向迈进#xff0c;适用于汽车的软件平台也需要进行相应的进化。
在传统的观念中#xff0c;座舱域即娱乐域#xff0c;座舱软…四、面向服务的智能座舱软件架构
4.1 面向信号的软件架构
随着汽车电子电气架构向中央计算-域控制器的方向演进甚至向车云一体化的方向迈进适用于汽车的软件平台也需要进行相应的进化。
在传统的观念中座舱域即娱乐域座舱软件架构即运行在座舱域控制器上主要处理各种娱乐系统的信息为汽车用户提供丰富多彩且方便可用的娱乐信息系统。
与之相对应的是基于信号架构的座舱软件体系。 4.2 软件架构演进
面向信号的软件架构匹配的是分布式ECU的电子电气架构。但随着EE架构的演进自动驾驶域车身控制域智能座舱域逐步融合成统一的中央计算平台。此时的智能座舱软件系统已经不仅仅承载娱乐域功能还将融合车身控制HMI车内外通信ADAS信息显示等一系列的功能。与之所匹配的软件架构需要演进到面向服务的软件体系架构。座舱软件不是一个独立的域控制器软件体系而是面向服务的整车软件架构中的一环。
参考一个以用户为中心的融合式智能服务场景如下 图片来源lt;汽车软件全景图(2022)gt;
针对上述汽车软件的演进趋势面向服务的基础软件架构逐渐成为业界共识。相比面向信号的软件架构面向服务的软件架构主要增加了信息分发和基础服务框架等中间件内容。
其中一个正在进行的范例是ASF软件架构。
ASF是AUTOSEMO Service Framework的缩写AUTOSEMO (中国汽车基础软件生态委员会)联盟携手行业内主流车企和零部件企业 针对整车通用基础服务研制的整车服务框架规范。通过该规范统一服务和接口实现高效的整车控制器 设计、开发让跨厂商集成更便捷、可靠。
图片来源中国汽车基础软件发展白皮书3.0
ASF 是一组为功能服务开发、使用和集成而设计的通用化中间件服务集群服务集群可以被所有的功能服务调用用于对功能服务在整车平台的能力进行扩展并实现整车各系统之间的协同保证整车软件平台的整体性并进行统一管控。
ASF 主要可分为原子服务、SOA 增强型服务、系统级基础服务、整车级基础服务。软件架构设计师需基于各服务类型进行服务定义、设计使 ASF 分层和功能定义更加清晰。在服务设计过程中遵循以下原则
SOA 增强型服务具有通用性即可为所有的应用服务提供通用功能应用服务基于服务自身需求可使用该类服务如数据存储、服务信号转换、服务调试等诸如此类的通用化功能。系统级基础服务具有一定范围的如某操作系统或控制器之上通用性且具有抽象性即对基础软件开发平台如 AUTOSAR Adaptive/Classic、Android 等提供的通用化功能进行抽象并提供给应用服务使用如健康管理服务、网络管理服务、时钟服务、电源管理服务等。整车级系统服务具有全局性即该类服务的设计更多关注的是整车层面对车内所有系统的通用化功能进行协同和管控该层服务是对系统基础服务在整车层面的抽象和管控即通过该层服务可以配置和控制系统基础服务如整车健康管理服务、整车网络管理服务、整车时钟服务、整车电源 管理服务等。动态服务具有动态配置性即应用服务在运行过程中可对服务进行配置并基于配置输入执行动态服务的功能。原子服务具有独立性即其设计应与硬件配置和实现无关与上层功能服务层和下层的硬件驱动层解耦完全独立。原子服务具有原子性即设计的服务不可再拆分作为服务的最小单位和执行实体为功能服务提供最基础的执行或采集等功能
1. SOA 增强型服务
SOA 增强服务是在国际共同讨论的基础平台进行服务框架扩展封装通用化的基础功能。应用服务调用此类服务的接口更加方便完善其功能软件逻辑、便于系统集成和敏捷测试。 该类服务为一组服务集群以 Lib 库的形式集成在应用服务中并提供满足国际共同讨论的自适应 性标准的服务接口使接口标准完整统一。主要包含模块服务调试、服务转换、服务权限、服务同步、 SOA For Android、日志管理、动态数据收集、诊断管理。
2. 系统级基础服务
系统级基础服务描述车端各类域控及网关节点基于通用基础软件提供的底层支持进行相应的封 装和扩展实现各类通用化服务功能和框架及在此基础上形成的面向上层应用的各类服务接口SDK接口、 API 接口、IPC 接口、RPC 接口等。
系统基础服务包括通用支撑类服务和公共框架类服务。通用支撑类服务包括服务治理服务发布及发现及服务容器、服务访问及限流降级、数据订阅及发布、集群管理、消息总线等。公共框架类服务包 括升级管理服务、健康管理服务、网络配置服务、资源管理服务、时钟同步服务、安全管理服务、测试服 务、电源管理服务、日志服务、诊断服务、数据收集等。
3. 整车级系统基础服务
整车级系统基础服务是将各控制器节点的能力通过跨域、跨核组合成整车级别的业务功能以对应用层提供整车级统一的调用。整车级系统基础服务包含整车电源管理服务、整车健康管理服务、整车时钟 服务、整车诊断 Master、整车版本管理服务、整车数据采集服务、整车日志管理服务。
4. 动态服务
动态服务工作流通常由车云一体的云端平台 比如开发者平台提供工具链支持对接技术生态 及运营从而在运行态具备灵活更新的能力。动态服务开发流程以逻辑组合建模为主因此工具链需要 支持可视化 UML 建模输出模型脚本并与车端建立同步机制。 动态服务开发面对的角色不再局限于传统的 OEM/ 供应商角色而是拓展面向第三方开发者甚 至是车主。
5. 原子服务
原子服务是执行单一操作功能的服务具有硬件功能上的不可拆分性。例如获取一个数值或者执行 一个I/O操作。通过将域控制器的硬件功能拆分为最小功能的原子服务并统一定义原子服务的访问接口 从而实现软硬件的完全隔离。软硬件隔离后车载硬件不再绑定特定的功能应用软件得以自由使用车 载硬件实现更加灵活多样化的功能。例如方向盘在正常行驶过程中用于控制车辆的转向当车辆处 于非驾驶模式时又可以成为中控大屏游戏应用的控制手柄。
4.3 面向服务的软件架构
根据上述的描述我们可以抽象得出面向服务的座舱软件架构如下 红色部分主要是从SOA的角度在座舱软件的中间件部分增加相关服务框架和信息分发机制。一个较详细的分解可以参考汽车软件全景图文档。 图片来源lt;汽车软件全景图(2022)gt;
SOA Framework目前已经是行业内各厂家正在主攻的方向随着中央计算-区域控制架构的逐步实现SOA 中间件将发挥出重要的作用。
参考文献
2021中国汽车座舱智能化发展市场需求研究报告.pdf -- 亿欧智库汽车软件全景图(2022).pdf -- 国科础石中国汽车基础软件发展白皮书3.0 -- 中国汽车工业协会软件分会
