2022年8月5日，由盖世车子、AUTOSAR组织结合主持的2022第三届软件定义车子论坛暨AUTOSAR华夏日运动中，易特驰/AUTOSAR技艺经理谢宏健聚集地域架构下的信号效劳转换，对地域架构的进行现状，如何在地域架构下实现信号效劳转换做了详尽地推荐，针对AUTOSAR将要公布的Vehicle API（全车接口）准则化，谢宏健显示：“谁能够开发出去让OEM和供给商广大接纳的Vehicle ApI，谁就会赢得全个市场！”之下为演讲内容梳理：

地域架构的进行现状与演进趋向

先来看一下甚么是地域架构。日前全个车子产业正处于新四化的变革中间：起首是电器化，能源电池、驱动电机和电控体系取代了惯例的启动机和变速箱，通过十几年的进行曾经趋于老练。第二个是互联化，车子没再是一种孤岛，它将来会与万物互联。再一次是智能化，智能化通常指的是自动驾驭技艺，也是当前最热门的话题，例如这三天的会议，好多话题皆是围绕自动驾驭技艺。最终是个性化，个性化所以使用者为中心的拉伸，随着车子产业的进行，客户关于个性化的要求会日渐强烈。车子新四化带来技艺和商业形式的创新，同一时间也为全个OEM和供给商带来了庞大的挑战：如何迅速的革新软件与功效？如何发展跨地域合作？如何鉴于大数据提高使用者的体会？如何提高资源效能，包括计算资源和带宽资源？如何加强消息平安和功效平安？如何下降全个电机架构的繁杂度？

面临诸多挑战，咱们完成的共识是从架构的更新入手。详细看一下新的架构，从硬件维度看，为了提升扩展性、提高总线通信效能、降低线束，全部i/o资源会依据地域从新划分，打破功效边界，终归造成地域操控器。从利用层看，全车的计算资源会进一步向全车电脑聚集，将来全部的利用程序都有可能部署到全车电脑上，甚而会上升到云端运转。

相片来自：谢宏健

鉴于这两个维度，咱们发觉地域操控器会扮演三个要紧角色：起首作为地域的输入输出中心，会接连全部的传感器、执行器，实现最根本的硬件逻辑。其次会作为地域的数据中心，实现地域路由、网关功效。再是作为电力分配中心，鉴于智能电网分配模块，实现对全个地域的传感器、执行器和ECU电源的动态分配。

咱们可行经过之下几个方面瞧瞧产业内地域架构的进行情况。

起首是硬件的集成度，新的架构要降低ECU的数量和线束的长度，唯有将全部地域下的硬件功效资源都向地域操控器上发展聚集，才能实现目的。其次是软件的集成度，日前众多OEM都实现了全车OTA功效，未来还要看是非是把地域相干的功效和利用层上转到全车电脑上。第三是地域操控器的数量，全部的OEM在架构上都可行部署2-6个地域操控器。电力分配方面，是采纳惯例的、机械式的保障盒，仍是进级到智能配电模块，来实现全部i/o资源的动态电力分配，而且实现电力冗余。另外，在骨干网和子网上会采纳千兆的以太网、新的CAN XL，CAN FD等合同组合，来实现全个通信的网站拓扑。最终是针对智能驾驭和智能座舱的子节点、数据和电力分配，能否集成到地域操控器中间。

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AP和CP通信的差异性

到此咱曾经容易推荐了一下地域操控器的特色，下方咱们再来看一看如何在地域操控器中间以AUTOSAR的形式实现信号效劳的转换。起首，为何须要实现信号和效劳的转换。E/E架构中，地域操控器和全车电脑扮演着最为要紧的角色，地域操控器自身以微操控器为主，上面还会运转着Classic AUTOSAR（CP）平台。在全车电脑上大几率会运转Adaptive AUTOSAR的平台，来实现动态效劳的通信和OTA的功效。地域操控器和全车电脑之中是须要通信的，贯彻到软件便是CP和AP如何实现通信。AP和CP必需要通信的原因在于， AP上运转的功效利用软件，确信须要获取CP软件上发生的车速、温度等惯例的信号，反过来CP软件要实现少许功效逻辑，获取功效软件利用层发放出去的命令效劳。

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咱们再来看一看AP和CP会有甚么区分？从通信形式看，CP软件它所以信号的形式实现通信，是静态配置的。从全个开发过程来说，起首须要准确通信的矩阵，生成相应的配置，再做相应的代码生成、调试、运转、测试、认证，最终部署到ECU中间去。一朝部署到ECU中间，全个通信属性就被固化下去，一朝须要改动此中的信号就会涉及到全个过程。在AP端，通信形式是不一样的，它是鉴于效劳形式实现通信，是可动态配置的。举个例子，就好比咱们访问网络，唯有访问时才会和电脑的效劳器发展通信；当不访问的时刻，电脑就不要周期性地和效劳器发展通信。站在AP软件方位，咱们可行动态地增添消费者端和效劳端，而没有需改变全个操作体系。鉴于AP和CP在通信合同上差异性，假如要实现CP和AP之中的通信，势必要在某个层级实现信号和效劳转换的功效。

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实现信号效劳转换的四种方案

联合新的架构，假如要实现信号和效劳的转换，根本上有这几种方案：

第一个是将信号和效劳的转化部署在惯例的ECU中间，此时可行发觉惯例的ECU和地域操控器、地域操控器和全车电脑皆是鉴于效劳发展通信。在实质操作中，这类方案根本上是没有办法实现的。由于惯例的ECU皆是供给商提供完整的解决方案，要增添鉴于效劳式的通信形式，改良本钱会十分高昂。况且惯例的ECU自身其实不带有以太网的通信合同栈，且计算资源很局限，不容易实现这类功效。

第二种方案是将信号效劳转化部署到地域操控器上，惯例ECU和地域操控器以鉴于信号的形式发展通信，地域操控器和全车电脑所以效劳的形式通信，这种方案日前相比简单了解。

第三种方案是将信号效劳的解决方案部署到全车电脑的AP端，惯例ECU和地域操控器以信号形式通信，地域操控器和全车电脑也是鉴于信号通信。AP端会鉴于格外的模块将信号转换成效劳提供应利用层，这类方案也也有必定的实行性。

最终一个方案是将信号效劳干脆部署到利用层上，赫然易见它会形成利用层的庞大难题，这类方案根本上还不会实现。

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AUTOSAR上如何实现信号和效劳的转换

下方再来详细瞧瞧第二个和第三个方案在AUTOSAR上如何实现。

假如将s2s部署到地域操控器中间，对应的，由于AP端曾经具有了ara::com，自身是具有DDS，SOME/IP等动态效劳通信的合同栈，因而AP端不要做全部改变。但要在CP端实现SOME/IP的合同功效，除了须要部署相干合同栈之外，还要有SD模块，BswM模块，SOME/IP TP模块等等，并联合利用层实现全个SOME/IP的通信合同。

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采纳这样的方案，第一大的优势就在于CP端和AP端都扶持SOME/IP合同，那末通信合同栈鉴于供给商的用具链就可以实现。自然这种方案也存留好多不足：假如在CP端部署SOME/IP模块，它会牵扯到好多子模块，全个实行进程相对来讲相比繁杂。另外，这一方案针对同样的消息须要两重维护，一种是鉴于信号方位维护消息，还要鉴于效劳发展维护，会形成消息的冗余，作用到信号传输的实时性。

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假如将s2s部署到全车电脑端，从CP端可行实现鉴于信号的传输形式，针对地域操控器可行沿用惯例的开发过程，将全部信号移到全车电脑端，不要再格外部署SOME/IP合同栈。这一方案下，AP端实质还须要部署格外的s2s模块：须要经过操作体系的TCP，UDP合同，将全个以太网的报文收集上来，经过COM相干合同栈发展信号的剖析，获取对应的信号位子和长度消息，再须要格外的s2s的功效模块，将全部信号转换成效劳。

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这一解决方案的优势在于，不但能够实现信号向全车电脑输出的实时性，还能将全个地域操控下方惯例的CAN/LIN信号，通过地域操控器中CP AUTOSAR的PduR模块干脆给到全车电脑，可行高效地确保通信的实时性。缺点是AP的用具链端须要部署s2s的功效。

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该方案可以实现的要害方法论是，提供信号的通信矩阵和SOME/IP相干的描画文献，通过易特驰的VRTE Adaptive用具发展信号和效劳的映射，终归生成s2s的功效模块。

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易特驰作为全世界优先的镶嵌式软件开发与车子消息平安解决方案和效劳提供商，能够提供完整的AP和CP的解决方案。易特驰公布的解决方案ISOLAR带有三个最重要的的功效，ISOLAR-A 被用于利用层、体系的配置开发，包涵体系的通信矩阵和诊断描画文献。ISOLAR-B可行做CP相干软件合同栈的配置。最近又增添了ISOLAR Adaptive这样一种功效，可行实现AP的配置开发事业。那末，鉴于易特驰的统一ISOLAR用具，就能实现信号、效劳的配置生成，信号和效劳的映射，愈加简单的实现s2s解决方案。

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刚才向大伙推荐了如何在AUTOSAR上实现信号和效劳的转换，关于这样的解决方案，它在全车通信、车载电脑通信上十分有帮助，但关于车外通信无全部的帮助。

Vehicle API的必需性

那末如何实现车外生态通信，须要看一下Vehicle API：

日前车子产业有两个趋向，起首是互联化，全车没再是孤岛，它须要和云端互联，经过云端可行实现OTA、远程诊断，实现机动车状况的查询和机动车操控。除此之外，车还须要经过蓝牙和电话、手表互联，经过V2X合同与交通设备和其它机动车通信，组成完整的交通智能网站。另有可能经过MQTT合同和智慧家族、智慧都市做通信，组成全个IOT的生态体系。

相片来自：谢宏健

这类趋向下，车子和电话第一大的不同点在于：电话合同是准确的，但车子所具有的汽车内部和车外的通信合同许多，如何打通不同合同？这是咱们面对的第一大挑战。

趋向之二是，不论国家内部仍是海外全在塑造隶属本人的操作体系，即OEM.OS。总的来说，OEM.OS 所针对的不但仅包涵了车端的软件体系，还包涵了云端的软件体系。 

在车子上，咱们晓得最底层硬件是微操控器和微料理器，甚而是包涵两者的SOC。硬件的上一层是发动程序，烧写革新引导程序； 再往上是hypervisor来实现地域隔离，体系隔离。再上一层可能会涉及芯片内不同内核之中，不同域间通信的软件， 再往上，依照功效可行划分为不同的根基软件或许当中件，例如以太网交换机软件， 消息平安软件， 经典autosar软件， 全车电脑里的自适应autosar软件， 自动驾驭相干软件， 智能座舱相干软件。 再往上则是各式利用软件。

相片来自：谢宏健

 这是车端， 咱们再来容易看下云端， 云端有可能会包涵少许焦点效劳，平台效劳，数字孪生效劳等； 还会包涵生态体系开松开发端口； 那另有可能会运转少许和机动车各个功效域相干的软件和第三方软件。 而vehicle API的目的则是鉴于此实现全部利用软件的互联互通功效。易特驰提供各式各类的开发端口，将会进一步将利用软件部署到云端，扶持第三方效劳。

车云一体化的未来须要Vehicle API做支撑，Vehicle API须要满足之下请求：第一是准确须要开放和已知的接口，帮助不同的利用层实现交互、复用。第二是高度、易于集成。第三是不行给OEM带来格外的事业。

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COVESA在第十三届AUTOSAR开放大会上提议了针对AUTOSAR的准则化理念，包涵三个方面：第必定义了通用数据模子和效劳模子，实现不同设施之中消息描画的同一。第二是准则化相应的数据和效劳，实质上，国家内部也有好多组织和公司尝试去制订准则化的数据和效劳，难点其实不在技艺上，而在于如何让更多的OEM和供给商完成准则化的数据和效劳共识。第三是相应的软件根基合同栈的支撑，去帮助实现跨通信的交互、数据转换。

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回到通用数据效劳模子上，covesa 采纳的vss和vsc言语。 vss全称是机动车信号规范，来源于w3c组织车子事业组在2016年发表的首份公布事业草案。设置目的之初便是期望运转在车载消息娱乐体系及当地机动车网站中的利用程序来访问机动车信号及其它数据。 因而，vss最重要的针对的是机动车信号，而且将机动车信号发展功效分类。 

例如这便是一种树状信号分类示例。 绿颜色的原点代表分支，可行将全车信号依照功效域划分在不同的分支。 分支的终端可行是信号的属性，传感器信号，或许执行器信号。 vss采纳yaml言语来发展描画，方便人类读写。其次，可行简单被各式用具发展解读并生成其它类别文献。 那末鉴于该vss准则，可行让全部相干从业者在同一信号描画，及文献类别上完成绝对，从而实现愈加简单的信号消息交互。为配套用具的开发也做了很没有问题准备。

相片来自：谢宏健

有了vss和vsc， 咱们仍是没有办法解决软件的互联互通，例如云端的信号和效劳鉴于HTTP合同给到车载电脑，车载电脑里面所以someip通信为主，甚而还包涵dds合同。 咱们还须要配套的用具和软件来实现不同合同之中的转换。

在autosar concept703中提到了一种解决方案：该方案由配置用具和网关模块组成。在autosar端，信号和效劳采纳vss vsc描画言语。 autosar用具商鉴于vss和vsc的输入转换成利用层所须要的arxml文献实现适合ara com的通信接口。 同一时间autosar用具还须要将vss vsc消息转换成须要满足http合同或许其它合同的接口文献。 用于实现相干合同消息的解读。 鉴于此，还须要特定的网关当中件来实现不同合同之中的转换。 终归实现利用层与通信合同的十足解耦。

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展望未来，车子有可能像电话一样，成为一种愈加趋同的智能设施，作为利用开发者，常常没再须要关注车型差别和体系差异，利用开发出去今后全能够部署到全部车型上，并运用相干的功效。这一方位下，Vehicle API会起到要害的效用，因而，谁能够开发出去让OEM和供给商广大接纳的Vehicle API，谁就会赢得全个市场！谢谢大伙！

相片来自：易特驰 官网

（以上内容来源易特驰/AUTOSAR技艺经理谢宏健于2022年8月5日由盖世车子、AUTOSAR组织结合主持的2022第三届软件定义车子论坛暨AUTOSAR华夏日发表的《地域架构下的信号效劳转换和全车接口》专题演讲。）