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互联网架构的软件架构是否会对车用软件等传统嵌入式领域的系统架构产生影响


转载:互联网架构的软件架构会影响车用软件等传统嵌入式领域的系统架构吗? - 辣笔小星的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/34875160/answer/2410436442

为了回答互联网软件架构是否会影响汽车软件的传统嵌入式系统架构,我们需要讨论汽车服务软件架构SOA它会给汽车行业带来什么变化?

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↑面向服务架构SOA概念

面向服务架构SOA,即(Service-Oriented Architecture)由Gartner提出并广泛应用于互联网软件架构。目前,互联网服务协议Http等就基于SOA架构开发为各层协议提供透明的服务界面,减少外界对各层协议的影响。

SOA架构的两个特点是灵活性和业务相关性。灵活性体现在SOA当一个服务可以在架构中替换另一个服务时,只需要考虑服务界面,而不用担心底层技术的实现。业务相关性体现在SOA服务在架构上与业务密切相关,每个服务对应业务流程中的任务。

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↑传统软件架构(左)和自适应平台SOA结构(右)的差异

以服务为导向SOA软件架构具有以下特点:

\1. 可重用:一项服务可用于多个应用程序和业务流程。

\2. 松耦合:软件上层不需要知道技术实现的细节,服务之间是松耦合。

\3. 界面定义明确:界面定义基于服务描述语言,是服务交互的基础。

\4. 基于开放标准,如汽车行业SOA通常基于软件AUTOSAR开放标准开发。

基于SOA架构的AUTOSAR基于服务和接口的实现,自适应平台将比传统软件架构更加灵活,与业务密切相关。

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↑传统的汽车电气架构(左)和软件中心架构(右)

SOA随着车辆功能的多样化,越来越多的信息需要跨域共享。即使有近100个独的控制器仍然无法跟上功能的增长速度。基于智能驾驶舱、主动安全、底盘、车身和安全域控制器的架构可以降低系统的成本、重量和功耗,并依靠芯片和软件的创新快速发展。因此,基于面向服务SOA域控制器架构已成为智能汽车发展的必然趋势。

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↑汽车服务SOA域控制器架构

具体来说,智能汽车系统正朝着面向服务的域控制器架构发展。域控制器面向动力、主动安全、信息娱乐、智能互联网、能源管理、舒适功能等服务。通过软件和数字平台,可以跨域操作芯片组成的电子部件,从而个性化控制底盘、车身、动力和悬架等机械部件。这里的架构变化是由高计算力芯片、底部固件、最高权限监控系统和上层面向服务的各种操作系统组成的。基于域控制器架构的信息共享是可能的。

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↑SOA结构给汽车行业带来的变化

随着汽车革命的深入发展,SOA结构给汽车行业带来的变化包括越来越多的服务软件,智能汽车逐渐成为数据决定体验和软件定义汽车的移动智能终端。基于以太网和高速公路的服务网络CAN总线将自动驾驶、车身舒适、车内用户体验、车云互联、动力总成和车辆动态域控制器紧密连接。基于开放标准和松耦合服务传感器和执行器SOA管理架构。

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↑基于SOA重构汽车电气架构

中国电动汽车百人会主席 陈清泰在2022年中国电动汽车百人会论坛高层论坛上提到:软件定义汽车的一个重要特点是,它使汽车具有自我进化的能力,它正从买家开始落后到新物种,驱动汽车功能进化是数据,确保数据收集处理和使用是软件,从这个意义上说,数据决定体验,软件定义汽车并不夸张。也就是说,相同的汽车,相同的芯片,相同的计算能力,但丰富的数据,软件迭代进步,不仅可以不断为用户提供安全、温暖、愉快的新服务、新体验,而且根据用户的不同偏好,汽车也可以成为数千辆车的个性化产品性能。

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↑基于SOA架构软件空中升级OTA

麦肯锡咨询公司曾公开报告SOA架构在汽车核心部件的实施中起着重要的作用。车辆从各种传感器、发动机或电机动力单元和车身工业设计,体验娱乐平台、自动驾驶操作系统,基于云大数据分析和应用软件APP新的商业模式,如服务和车辆共享,迅速发展。

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↑SOA实施汽车核心部件架构

麦肯锡还在报告中提到,新技术力量没有传统汽车制造理念的监禁和资产存量的拖累。他们将互联网思维终端的概念融入到汽车产品的定义和营销模式中。与世界主流传统汽车公司8相比.软件工程师占5%,科技新势力软件工程师占62%.2%占绝对主导地位。他们在软件工程师中的配置比例和投资是传统汽车公司的平均28倍。高度重视软件体验,使科技新势力在网络化、智能化、深度竞争阶段更具竞争力。

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↑传统车企(上)和科技新势力(下)SOA实施对比

综上所述,我们介绍了广泛应用于互联网软件架构的面向服务SOA基于面向服务的架构SOA域控制器架构已成为智能汽车发展的必然趋势SOA结构给汽车行业带来了各种变化和现状。希望今天的介绍能让大家更好的了解汽车行业的数据,决定体验软件定义汽车的新趋势。


转载:互联网架构的软件架构会影响车用软件等传统嵌入式领域的系统架构吗?Alex Cui知乎 https://www.zhihu.com/question/34875160/answer/2408930827

这是2015年8月提出的一个好问题,当时没有特斯拉Model 3集中式汽车电子电气架构,汽车巨头仍采用分布式ECU传统的电子电的传统电子电器架构Elektrobit汽车电子电看到了汽车电子电气架构的未来,这表明当时国外汽车电子行业已经达成共识,但国内外信息仍然很差,我们当时没有注意到。

回顾这个问题,汽车行业发生了翻天覆地的变化,。汽车电子电气架构正在向跨域集中、整车集中转变,甚至一些自动驾驶领域的先驱也在探索汽车云计算的架构模式。

img图1:汽车电子电气架构升级路径图

传统的分布式E/E架构下,汽车采用的是“面向信号”的软件结构,ECU之间通过LIN/CAN点对点通信等总线。ECU信号收发关系和路由信息是静态的。如果要添加或升级某个功能,除了修改所有与信号相关的信号ECU除软件外,还需要修改总线的网关配置和节点数量。

因此,在传统的通信和ECU在软件架构设计中,通信网络的重点是各种信号能否准确高效地在车内收发传导。

随着汽车智能升级需求的快速增长,传统通信网络和软件架构设计中扩展性差、升级和移植成本高的问题逐渐突出。例如,如果你想添加一个新的软件应用程序或服务,你仍然需要从零开始建立一个新的基本软件环境。

所以汽车行业也借鉴IT行业发展经验开始转向服务软件架构(SOA)。

SOA(Service Oriented Architecture)软件架构不是一种特定的软件产品,而是一种软件架构设计的概念,其核心理念是每个控制器的底层功能以“服务”的形式进行封装,一个服务即是一个独立可执行的软件组件,并对其赋予特定的IP地址和标准化的接口以便随时调用,最终通过对这些底层功能的自由组合,以实现某项复杂的智能化功能[1]。

互联网产品常常面临庞大的用户量,日均数十亿PV的高并发,PB级别的数据存储等问题的挑战,同时要求保证系统的高可用和弹性伸缩,并且能够根据需要进行快速迭代扩展,这些都对于系统架构提出了很高的要求。

互联网架构从简到繁的演进经历了的演进过程。

早些年的服务实现和实施思路是将很多功能从开发到交付都打包成一个很大的服务单元(一般称为 Monolith),而微服务实现和实施思路则更强调功能趋向单一,服务单元小型化和微型化。

如果用“茶壶煮饺子”来打比方的话,原来我们是在一个茶壶里煮很多个饺子,现在(微服务化之后)则基本上是在一个茶壶煮一个饺子,而这些饺子就是服务的功能,茶壶则是将这些服务功能打包交付的服务单元[2]。

img图1:面向服务架构的理念–微服务

我们以新增Model X“跳舞”功能的方式为例,具体说明SOA软件架构的优势所在:“跳舞”功能的实现包含音乐、车身、前后运动等多方面,与之对应的是座舱、车身、底盘中的多个控制器,若在传统软件架构下实现该功能,则需要对与该功能链路上所有相关的控制器软件进行重新编译,并通过LIN/CAN总线实现信号的传递。

而在SOA软件架构下,我们可将各个控制器所能贡献的部分抽象为一种“服务”,如“灯光控制服务”、“语音交互服务”等,然后仅需要对“跳舞”APP进行编写,对以上基础服务予以调用,即可实现这一功能。

img图2:SOA软件架构与传统软件架构

SOA软件架构下的底层软件具备接口标准化、相互独立、松耦合等特点。这意味着,SOA架构将原本相互分散的ECU及其对应的基础软件功能模块化、标准化,将各个应用区域相互解耦,重新部署为分层式的软件架构,汽车可在不增加或更换硬件的条件下通过不同的软件配置为驾驶员提供不同的服务,从而实现千人千面。

举个更形象点的例子,以前的传统汽车的分布式E/E架构好比是造好的房子,地基钢筋水泥浇筑,就再也没有办法重构了,换个窗户还差不多,换个地基可就是要拆楼了。现在的SOA架构每个模块都可以更新,他已经是个乐高搭起来的房子了。昨天还是海景别墅,明天就可以是美术馆。

无论是智能网联、还是自动驾驶都将引入大量的硬件设备以及与之对应的海量软件开发和数据运算处理工作。因此,车内的软件代码正呈指数级增长。豪华车因较高的驾驶辅助系统其软件代码行数已经超过了1亿行,未来几年内,软件代码数量将从1亿行增至3亿行,这甚至已经超过了类似于facebook的互联网社交平台的代码数量。

据测算,预计到2030年软件成本占整车 BOM(物料清单,Bill Of Material)的比重将从目前不到10%增长到50%。所以我们也可以看到车企纷纷成立软件公司。

未来存活下来的的车企,必然是匹敌互联网巨头的IT公司。

参考

  1. ^SOA (面向服务架构) https://baike.baidu.com/item/SOA/2140650#viewPageContent
  2. ^微服务(Microservice)是什么?为什么会出现微服务? http://c.biancheng.net/view/4615.html

标签: 如何将传感器封装成一个库

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