当前,行业对SOA软件架构的需求呼之欲出。如果说集中式的E/E架构是实现软件定义汽车的硬件基础,那么SOA架构则是实现“软件定义汽车”的软件基础。
SOA软件架构的特点在于分层化、模块化,其中下层基础软件具备接口标准化、相互独立、松耦合的特点,基于这类分层的软件架构,能够实现在不同整车平台、不同硬件平台、操作系统上复用,降低开发成本、提高开发效率,并可基于标准的接口对应用功能进行快速迭代升级。
日前,在2022年第四届高工智能汽车市场峰会上,东软睿驰自动驾驶业务线技术总监胡骏博士发表《开放的SOA自动驾驶软件架构》主题演讲。
(东软睿驰自动驾驶业务线技术总监 胡骏博士)
他表示,整个软件架构复杂度大幅增加,但是预留给应用开发的周期却在大幅缩短。
当前无论是从技术与产品层面到开发层面,还是开发模式到合作模式等各方面来看,自动驾驶产品开发对软件架构都提出了新的要求,构建更加开放的SOA架构是当务之急。要真正在车型上实现SOA软件架构快速落地,底层基础软件平台、中间件等层级的构建尤其重要。
在胡骏看来,当前自动驾驶技术需求变化,以及自动驾驶开发模式的变革,对SOA软件架构的需求日益凸显。根据东软睿驰的项目开发经验来看,来自技术层面、产品层面的要素变化明显,包括传感器、芯片等各个方面。传感器种类更加丰富多样,如激光雷达、4D成像雷达的落地应用,这类全新一代传感器提供的感知的数据、接口的新增、点云数据质量以及指标等等都区别于传统传感器。同时,大算力SoC芯片的迭代速度快速提升,进而工具链和软件生态也发生着变化巨大。而在整车层面,全新集中式E/E架构之下,从传统的“功能分布”向“集中整合”发展,整车ECU数量减少,跨域之间不同的MCU和SoC功能的适配与协调难度大,对软件系统跨域的需求也越来越迫切。除此之外,从软硬一体的传统黑盒交付模式到软硬分离的白盒开放模式,当前OEM均在自建软件能力,并参与前期设计、多方联合开发等环节中来,不仅带来了开发模式的变革,还带来了产业生态与格局的重构。“’传统平面式’开发正在向’立体式开发’模式快速变化。”胡骏指出,这需要基于清晰的分层次横向打通的立体多维的软件架构,实现面向服务的灵活拓展与部署,大家需要一个灵活、稳定、可扩展的中间件支持平台。在SOA软件架构中,底层软件的核心是实现软硬件分离的适配能力、AUTOASAR标准模块的实现等;在此之上,实现通用基础中间件平台,该平台的作用是链接系统软件与应用软件,将硬件功能抽象化并将其标准化接口提供给上层软件开发者。以上构成的整车通用平台,是未来提高软件资产复用度、产品研发效率以及降低软件研发成本的非常重要的基础。在此之上,基于功能域中间件的模块化专用平台,tier1、算法供应商以及应用供应商、整车厂将可以以更加开放、可合作的模式实施安全高效的研发工作。“这其中,基础软件层、中间件层是tier1需要具备的核心能力。”胡骏强调,同时还需具备充分开放与可合作的能力,并围绕着核心能力去构建相应的生态。当前主流或者面向未来的软件架构,需要包括SOA化、持续自进化、功能安全和信息安全等特性,以及端云协同等机制。东软睿驰自动驾驶SOA架构正是全面围绕上述逻辑与市场需求实施开发的。行业需要有一个相对稳定的,相对标准化的、基于AUTOASAR底层软件和车载操作系统的架构,以保证应用软件和底层软件、软件和硬件的无缝衔接。东软睿驰基于AUTOASAR标准推出的NeuSAR已经升级至AUTOSAR AP
R21-11最新版本。既可支持传统的ECU开发,又满足域控制器和新E/E架构的软件开发需求,为开发者提供丰富的标准模块、中间件和开发工具。作为专业针对自动驾驶开发的中间件,架构包括Framework、Core、Module、EAL四个模块。其中Framework为Service APP和Module提供运行环境,负责实体间通信,让Service APP和Module专注于功能逻辑;EAL实施封装底层环境,实现软硬分离;Core为通用服务定义真正的外部环境和部署结构,供自动驾驶系统通用的功能;Module提供支持自动驾驶开发的基础模块。面向日益复杂的开发环境,相关行业在高阶自动驾驶产品开发过程面临最多的问题来自于通信。主要包括两点,一是通信层对于上层应用未实现很好地解耦,二是通信链路本身性能风险被暴露到上层应用中。基于此,对各个通信链路,东软睿驰基于各种通信的协议栈实现一层服务化的封装,形成了可向上提供标准通信接口调用的中间件组件,可同时支持域内以及跨域SOA通信。智驾的产品安全性也非常重要,目前,东软睿驰实现了功能安全和信息安全的全栈落地。功能安全方面,东软睿驰面向不同ASIL等级实现可配置,与ASPICE、CMMI等多种体系流程融合实施以保障软硬件质量;信息安全方面,不久前,SGS为东软睿驰颁发ISO/SAE
21434:2021汽车信息安全流程认证证书,为SGS在中国颁发的首张ISO/SAE 21434:2021认证证书。基于以上自研的SOA软件架构,目前东软睿驰推出了面向市场主流智能驾驶产品,包括DMS、智能摄像头、域控制器和中央计算单元等。早在两年前,东软睿驰行泊一体域控制器便领先实现大规模量产,随后L2++级行泊一体域控制器也即将上市,该产品适用于复杂结构化道路导航辅助驾驶、部分城市道路场景的辅助驾驶,可实现功能包括TJP、HWP、NOA、HPP等等。据介绍,针对中央集中式架构下的跨域融合趋势,东软睿驰跨域中央计算单元开发也在快速进行中。该产品同样基于东软睿驰自研SOA自动驾驶开放架构,集成智能座舱与智能驾驶功能,支持8块高清屏幕联动,并融合AR-HUD功能,面向L3级别自动驾驶场景设计,可实现高速路点到点的巡航辅助驾驶功能,城市NOA以及自动代客泊车功能。在开放的SOA架构之下,东软睿驰也与合作伙伴构建了合作共赢的生态。例如东软睿驰基于地平线征程5系列芯片和芯驰X9系列芯片打造的L2++行泊一体域控制器产品,实现了中国自动驾驶产业自主化芯片、算法、软件、硬件在研发和量产应用链条方面的全面打通。“基于自研充分开放的SOA软件架构,东软睿驰将继续为市场带来更多更有价值的自动驾驶产品,并助力OEM快速实现高级别自动驾驶功能的快速落地。”胡骏表示。