智能化、網聯(lián)化和電動化是汽車未來的發(fā)展趨勢，而正是這樣的變化，將會給汽車E／E架構和軟件架構帶來巨大的革新，在以前哪怕現(xiàn)在，汽車仍主要作為一個代步工具以滿足我們的出行需求，而與我們的信息娛樂生活所分離，在未來汽車將與我們的日常生活息息相關。

新四化對汽車軟件架構的革新

1、汽車智能化的實現(xiàn)需要大量數據的實時處理以用于計算機視覺或基于多傳感器輸入的模型推導，應用程序通過對數據的并行處理及時給出解決方案，高性能計算首先需要新硬件架構的支持，例如異構多核處理器、GPU加速等；其次也需要依賴新的軟件架構以支持跨平臺的計算處理能力、高性能微控制器的計算以及分布式和遠程診斷等。

2、Car－2－X應用的實現(xiàn)需要車輛與車外系統(tǒng)的互動，而這會涉及動態(tài)通訊及大量數據的有效分配，例如對于交通路況的及時獲取還需要第三方合作伙伴的參與，因此新軟件架構還需支持云交互以及非Autosar系統(tǒng)的集成。

3、車輛在云端的互連需要專用安全手段的支持，以確保云交互和車載系統(tǒng)的通訊安全。

4、新四化的趨勢將需要汽車軟件系統(tǒng)的更強互動，汽車軟件既要安全又可更新以反映新的功能特性或法規(guī)要求，這就需要新架構支持軟件組件的動態(tài)部署以及非Autosar架構與非車載系統(tǒng)之間的交互。

新四化對E／E架構的革新

當前汽車E／E架構一直遵循著“一個功能一個盒子”的分布式架構模式，在這樣的汽車電子電氣架構形式下，每增加一個功能，就需要增加相應的控制器和通訊信號，進一步增加系統(tǒng)的復雜性，如下兩點因素將重塑未來E／E架構。

1、異構軟件平臺的系統(tǒng)集成

今天的汽車E／E架構雖可分別劃歸到信息娛樂、底盤和動力總成等不同域中，但信息娛樂系統(tǒng)通常使用Linux或商業(yè)化的通用操作系統(tǒng)，Autosar經典平臺則是實時性很強的嵌入式ECU標準，隨著未來新技術及深度嵌入式系統(tǒng)對計算能力不斷增長的需求，急需第三種控制控制器－域控制器用于集成特定領域的功能特性（如車輛運動域、車身域等），形成域集中或跨域集中式電子電氣架構。

2、由基于信號向面向服務（SOA）的通訊方式轉變

傳統(tǒng)汽車通訊仍是基于信號的通訊方式，即信息發(fā)送者不Care誰接收而只負責將信號發(fā)送出去，接收者也不Care是誰發(fā)送的而只負責接收自己的想要的即可，這種方式非常適用于有限大小控制數據的應用場景。而諸如自動駕駛等先進應用場景加入后，大量數據的動態(tài)交互必須采用面向服務的通訊方式以提高通訊效率降低負載，在該種方式下，接收者作為客戶端，只需要查找、訂閱服務等待接收信息即可，而發(fā)送者作為服務提供者只需要給訂閱者提供服務和信息即可。基于信號和面向服務的兩種通訊方式的結合對未來的E／E架構提出例如嚴峻的挑戰(zhàn)。

在未來，隨著汽車電子及軟件功能的大幅增長，最終可能向基于中央計算機的車輛集中式電子電氣架構，甚至車－云協(xié)同控制發(fā)展。

在這樣的趨勢下，需要一高度靈活、高性能且支持HPC、動態(tài)通訊等特性的新軟件架構平臺——Adaptive Autosar。

Classic Autosar與Adaptive Autosar的比較

當前汽車控制器，如ECU與其他功能或信息娛樂性控制器有明顯的不同，基于Autosar經典平臺開發(fā)的汽車控制器，具有如下特點：

1、硬實時，可在us時間內完成事件的實時處理，硬實時任務必須滿足最后期限的限制，以保證系統(tǒng)的可靠運行。

2、高功能安全等級，其可達到ASIL－D的安全等級。

3、對CPU、RAM或Flash等資源具有較低的占用率。

4、軟件功能通常是固化不可動態(tài)變更的。

而信息娛樂性控制器，則正好與上相反，其一般會占用較大的硬件資源，且一般不具有實時性，因其一般運行在嵌入式PC上，如LINUX，而不是汽車級操作系統(tǒng)上，所以其即使出現(xiàn)故障也不會造成嚴重的安全事故。而Apdative Autosar則是連接這兩者的橋梁，其具有如下特點：

1、軟實時，具有毫秒級內的最后期限，且偶爾錯過最后期限也不會造成災難性后果。

2、具有一定的功能安全要求，可達到ASIL－B或更高。

3、與經典平臺不同的是，它更適用于多核動態(tài)操作系統(tǒng)的高資源環(huán)境，如QNX。

Adaptive Autosar與Classic Autosar相比，雖實時性要求有所降低，但在保證一定功能安全等級的基礎上，大大提高了對高性能處理能力的支持，以支持智能互聯(lián)應用功能的開發(fā)，因此C＋＋將成為Adaptive Autosar平臺的主要開發(fā)語言。

Adaptive Autosar架構

Adaptive Autosar架構如下：主要包括硬件／虛擬機層、基礎層、服務層和應用層。

Adaptive Application是多進程且可處于不同的執(zhí)行狀態(tài)，Manifest是arxml類型的文件，其主要包含平臺相關的信息，例如恢復操作以及與服務或庫相關的依賴關系（說實話到這我都感覺基本是ROS的架構了），Adaptive Autosar基礎模塊在布置和更新應用時會讀取該文件，Instance 配置文件主要包含靜態(tài)的信息，如版本信息等。

1、ara：：em－－－通訊管理接口

其可實現(xiàn)應用之間的函數調用和事件發(fā)送。

服務請求：雙向數據流，即發(fā)送請求者會收到服務端的反饋，可支持多對1的服務請求，即單個服務可被不同客戶端調用，客戶端可串行或并行進行反饋，具體流程如下：

事件發(fā)送：由客戶端發(fā)起，單向數據流。即數據只可從服務端向客戶端流動，支持單個服務向多個客戶端的事件發(fā)送，流程如下：

2、ara：：em－－－執(zhí)行管理

控制器啟動階段：主要進行OS的啟動，檢查安裝的應用，如掃描應用的manifest文件，并負責應用的啟動（fork（），exec（））。

控制器運行階段：使應用運行在狀態(tài)機所期望的狀態(tài)，并監(jiān)測狀態(tài)機狀態(tài)的改變和進程的終止。

3、ara：：diag－－－診斷管理

4、ara：：per－－－存儲管理

其主要對非易失性存儲器進行操作，實現(xiàn)流存儲及對關鍵數據的存儲。

Adaptive Autosar的出現(xiàn)并不是為了取代Classic Autosar平臺，而是針對不同的應用場景實現(xiàn)兩者的共存和協(xié)作，Classic Autosar平臺支持高安全性和高實時性的應用場景，因此對于深度嵌入式的軟件功能需部署運行在經典平臺上；而Adaptive Autosar則支持大數據的并行處理，所以對于高性能運算的功能則需要運行在Adaptive平臺上。

備注：上圖有沒有看到ROS的熟悉身影

總結

隨著無人駕駛技術的如火如荼，車聯(lián)網及萬物互連、云技術的日益發(fā)展，Adaptive Autosar的出現(xiàn)不僅可滿足現(xiàn)有需求，還可滿足未來汽車技術的革新變化，由于其支持各種自適應的部署、復雜的微控制器以及各種非Auosar系統(tǒng)的互動，未來汽車將擁有不同類型的架構并互相進行補充。

－ END －