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数字之“索”|让汽车更智能

2022-11-16佚名

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如何领跑新赛道?通过“软件定义汽车”,创造更多价值空间,为汽车“赋智”,“赋值”!
1 汽车行业为什么要引入系统架构设计?

       由于汽车行业智能化,网联化和自动驾驶技术的发展需要,场景驱动的正向协同研发日渐成为行业发展的主要趋势,而架构设计是支持正向研发的关键能力。

场景驱动——基于模型的正向协同开发

图1 场景驱动——基于模型的正向协同开发

       在工程领域中,所谓架构,其本质是所有设计决策的集合,架构设计的产物承载了对被设计对象的构成、接口关系以及行为特征等相关特性的定义,也对设计过程所应用到的设计方法和思路进行说明和记录。同时,架构设计也是联系市场需求和技术需求之间的桥梁,整个架构设计过程就是基于架构思路在识别和分析市场问题,定义和细化解决方案的过程。

2 什么是面向SOA的架构设计?

       面向SOA的架构设计,起源于互联网行业在软件技术发展中的需要,为解决网络环境下,如何对业务组件进行分布式部署、组合和使用来构建适应性更强的系统,以应对IT业务场景多,变化快的问题。而这又恰好和未来智能网联车载软件发展所面临的多用户、多场景、分布式、“云端-边缘-车机”协同交互的问题十分相似,因此,汽车行业引入互联网领域中已证明其价值的SOA架构设计理念,也有其必然性,如下图。

SOA架构设计理念

图2 SOA架构设计理念

       而这又恰好和未来智能网联车载软件发展所面临的多用户、多场景、分布式、“云端-边缘-车机”协同交互的问题十分相似,因此,汽车行业引入互联网领域中已证明其价值的SOA架构设计理念,也有其必然性,如下图。

智能网联车载软件

图3 智能网联车载软件

       在汽车行业应用面向SOA的架构技术主要包含了两个方面,即定义面向智能网联环境的整车SOA架构的能力,以及对应的软件架构和组件的持续敏捷开发能力。

3 达索系统面向SOA的架构设计解决方案

       多层级多维度的SOA架构设计

       车载软件SOA架构设计需要解决的问题,覆盖了对智能网联应用场景的分析,并定义出目标车型的差异化产品战略,从终端应用(能力特征)逐步细化到所需支撑的功能列表,再对功能列表进行分析、充分考虑其重用性、调用层级、以及具有可扩展性接口关系的前提下,综合已有功能列表,内聚化耦合功能,进而得到相应的服务列表和对应的接口定义,以及备选的顶层硬件拓扑定义,如下图:

智能网联应用场景

图4 智能网联应用场景

       达索系统多层级多维度架构设计方案,提供从智慧出行场景中“云端-边缘-车机”相关的多系统交互,到智能汽车的整车架构分析,以及电子电气和软件架构定义的统一的数字化设计能力,实现基于模型的场景定义、需求分析、SOA架构设计,并通过服务库实现灵活的设计复用,保证从能力特性到任务需求,再到系统设计需求的连贯性和一致性,并建立各个层级设计元素的完整追溯性,从而实现面向智能出行应用场景的SOA架构设计的定义、仿真,分析、迭代和复用的完整过程。

达索系统多层级多维度架构设计方案

图5 达索系统多层级多维度架构设计方案

       支持敏捷开发的软件开发过程

       面对日益复杂和智能化的产品,软件架构开发需要有效承接架构设计阶段定义的整车服务架构,以及服务之间接口关系,从而进一步定义符合SOA部署要求的E/E硬件及网络拓扑,以及面向AUTOSAR CP/AP开发的MIL-SIL-HIL验证,在软件不同开发阶段实现对设计的迭代和优化。

符合SOA部署要求的E/E硬件及网络拓扑

图6 符合SOA部署要求的E/E硬件及网络拓扑

       达索系统提供符合Autosar标准的AUTOSAR Adaptive & Classical联合软件架构设计的解决方案,实现从架构定义,软件模块定义,接口/端口定义,硬件拓扑和网络矩阵定义,以及面向ECU和Machine的抽取,并可以支持模拟RTE层或基于ARA镜像的软件SIL仿真验证,基于FMU的被控对象(Plant)和软件算法(Controller)的虚拟联调,如下图:

基于FMU的被控对象和软件算法的虚拟联调

图7 基于FMU的被控对象和软件算法的虚拟联调

       传统的产品开发流程中,嵌入式软件的开发相对比较独立,软件部门和结构部门几乎是没有协同的,随着“新四化”的推动,软件占比越来愈大,软件开发,算法开发,AI技术……由于各个专业使用的系统和工具各不相同,工程师往往要做很多数据格式转换的工作或者重复性的工作进行数据的查找、确认、评审,也无法在早期阶段对方案进行验证,从而导致很多产品质量问题在后期才能发现和纠正,无法满足软件开发与迭代的速度要求。

       3D体验平台提供了一个高效协同的软件开发平台,包含配置管理、任务管理、需求管理、测试管理、软件代码管理、缺陷与变更管理。各个专业部门可以基于统一的数据和流程,以及无缝的工具链和系统集成,优化他们之间的协同效率与快速迭代,平台上所有数据可以实现端到端的实时追溯,并为软件配置管理以及各种CI/CD工具提供相应的操作和数据接口,来支持软件的敏捷开发过程,与EE架构以及整车开发的协同开发和验证,进而提高软件实现过程的质量。

3D体验平台

图8 3D体验平台

4 价值总结

       达索系统面向SOA的软件开发解决方案涵盖了从出行场景、整车架构、服务接口到软件架构及软件开发过程与测试验证的端到端解决方案,通过一体化协同平台打通不同专业之间的工具链、数据流、业务流和用户界面,实现架构与软件开发过程中数据在需求定义、架构设计、软件开发、测试等各个环节之间的流动和可追溯的研发协作。
责任编辑:程玥
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