現(xiàn)在汽車軟件圈子越來越流行‘SOA’這個概念，交流的時候不提SOA這個詞，就會顯得很不專業(yè)，是這個概念很新嗎？倒也不是，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)早已玩爛了這個概念，現(xiàn)在已經(jīng)是micro-service甚至是serverless概念才是趨勢。那么，SOA到底是什么，為什么汽車軟件SOA才剛剛流行起來，去實現(xiàn)這樣一個架構(gòu)，到底有多難呢？

目前主流的汽車軟件架構(gòu)



現(xiàn)在你能在路上看到的所有車，幾乎都是這樣的架構(gòu)（域架構(gòu)），根據(jù)不同的功能進行劃分，各個具備各自功能的ECU相連，再通過網(wǎng)關(guān)進行連接，如果需要鏈接互聯(lián)網(wǎng)，還可以由T-Box連接移動數(shù)據(jù)（4G&5G）。

如果后期希望加什么功能，可以繼續(xù)加ECU，只要能通過CAN/LIN/Ethernet連接就行。

這個時候你可能會有一個疑問，如果這么干的話，豈不是ECU越來越多？

你的想法很對，其實現(xiàn)在的車輛有十幾個，幾十個，高級車甚至上百個ECU的情況都是有的，畢竟每個功能塊都有各自的任務(wù)需求，同時大部分汽車ECU的性能其實并不高，幾M的Flash，幾百K的Ram，其實都不算小了，考慮到成本與功能安全，ECU的性能夠用就行，所以ECU的數(shù)量只能越來越多。另外一個副作用就是，由于汽車ECU的數(shù)量變多，他們相互連接所用到的線束也越來越長，這也就意味著，汽車的負重更多了。（手動狗頭，更耗油了）

對于制造來說，各個OEM可以把不同的ECU交給不同的Tier1去完成，自己再去完成一個整車級別的集成，測試與驗收。這樣的分工模式也良好運行至今，你好我好大家好。

未來的潮流

現(xiàn)在的人們對于汽車擁有的功能，有了越來越多的期待，甚至座艙娛樂的體驗也會在很多購買汽車的年輕人當中占據(jù)非常重要的地位，而這些體驗都是需要非常之多的應(yīng)用，并保持常態(tài)化更新來完成的。以往的汽車雖然已經(jīng)具備互聯(lián)網(wǎng)更新的能力，但是每次更新還需要完整重新刷一遍軟件，也做不到動態(tài)部署，所以有人在思考能不能把Linux這樣的操作系統(tǒng)引入進來，運行在更高性能的例如A53, A57這樣的核心上，去代替過往好多個ecu才能具備的完整功能，并且以Linux作為基礎(chǔ)，能夠?qū)崿F(xiàn)App的動態(tài)更新與部署呢？

而由于引入高性能計算芯片之后，能處理的功能非常多，還能夠做傳統(tǒng)域的域融合，減少ECU的數(shù)量。



再往后，就是車內(nèi)可以只擁有一個中心計算單元，連接幾個區(qū)域控制器，區(qū)域控制器連接執(zhí)行機，整個電子電氣架構(gòu)比當前的要優(yōu)化許多。

同時，不用于以往的軟硬件結(jié)合（即使用了autosar），當OEM基于POSIX系統(tǒng)完成了汽車OS，就能實現(xiàn)真正的軟硬分離，汽車廠商（+Tier1）做操作系統(tǒng)，App開發(fā)人員專注應(yīng)用開發(fā)。

汽車SOA架構(gòu)以及技術(shù)要點

SOA的核心是服務(wù)，一切皆服務(wù)。比如開發(fā)知乎這個平臺，既有PC網(wǎng)頁版，也有Android或者IOS版，想必你也知道，獲取熱榜列表，你肯定不會為這三個平臺分別寫三種Api，最終的解決方案肯定是以服務(wù)的形式，用同樣一個接口為三個平臺提供同樣的內(nèi)容，至于以什么樣的UI展示，才是各自平臺要考慮的事情。



S2S：SOA服務(wù)都是基于以太網(wǎng)的，但是為了和其他使用CAN、LIN總線的MCU通信，仍舊需要收發(fā)很多基于信號的消息，如何做到信號轉(zhuǎn)服務(wù)、服務(wù)轉(zhuǎn)信號，必須要考慮，實現(xiàn)上不是問題，重點在于如何降低對芯片資源的消耗。

核間通信：最早的HPC架構(gòu)，由于芯片沒有提供專門為核間通信的硬件通道或者驅(qū)動，需要自己分別在MCU端和MPU端寫虛擬以太網(wǎng)驅(qū)動，利用共享內(nèi)存來實現(xiàn)。不過現(xiàn)在新出的芯片基本都自帶解決方案，會方便很多。

Hypervisor：假如做域融合，很有可能要考慮部署多個VM跑各自的OS，hypervisor的運行效率？占用多少資源？VM間通信效率？

OS: 容易嗎？說起來也容易，不就是Linux部署到MPU上嗎？車載娛樂系統(tǒng)做了多少年了，但是問題是現(xiàn)在要在車身控制，自動駕駛等等都要用Linux，更多的是需要考慮穩(wěn)定性，安全性，如果不是做汽車軟件出身，在這一塊兒不一定很容易上手。復(fù)雜的不說，就處理Misra C++就夠讓人吐了。。。（此處有怨言哈哈哈）

AP：相對于CP，Autosar組織還建立了AP的標準，但是Linux上的解決方案可以有太多種，也有很多廠商對AP持保留態(tài)度，比如會不會搞得太復(fù)雜了，或者是不是又會陷入跟著歐洲節(jié)奏的玩法（畢竟CP就是這樣），況且現(xiàn)在AP的規(guī)范并不是很成熟。就我個人觀點而言，我認為AP的規(guī)范仍然是在趟過了很多坑后總結(jié)出來的，即使不跟隨AP規(guī)范，實際上那些功能仍舊需要自己開發(fā)出來，或者很多第三方中間件供應(yīng)商也是借鑒AP規(guī)范開發(fā)的中間件，因此AP仍然是很有意義的。

SOA層：其實，對于OS或者AP這類更偏向于平臺化的東西，SOA層才是關(guān)鍵中的關(guān)鍵，你需要在這一層考慮各種系統(tǒng)級的管理功能，例如電源管理，時間管理，狀態(tài)管理，日志管理等等，你還需要考慮如何封裝汽車功能并提供權(quán)限訪問的限制，給到上層App使用，當然你也要考慮如何更新App，如何更新自身固件等等。太多了，這也是為什么SOA喊了這么久，實際上現(xiàn)如今也沒有誰能說自己的架構(gòu)是符合構(gòu)思的。（號稱的有，但是，沒病走兩步？）不過就我交流過的客戶來說，我認為國內(nèi)廠商進步非?？欤液苡邢敕?，我相信今年年底就會陸續(xù)發(fā)布各自的SOA平臺。

會遇到哪些挑戰(zhàn)

汽車OS會遇到哪些挑戰(zhàn)？到底有多少坑？拋開特斯拉不說，目前剛剛上市的大眾ID.4(歐洲為ID.3)，就是運用了這樣的架構(gòu)，整個項目就花了三四年，在上市之前還爆出系統(tǒng)升級的問題，可見這樣的系統(tǒng)對于汽車廠商是多么大的挑戰(zhàn)。

•  復(fù)雜度：目前大多數(shù)考慮的是S32G或者TDA4這樣的異構(gòu)SoC，如何將CP和Linux部署上去，如何保證核間通信，信號轉(zhuǎn)服務(wù)，多VM管理，動態(tài)部署及更新等等，復(fù)雜度方面比過去單純在MCU上部署CP要復(fù)雜太多

•  時間性：汽車科技感越來越足，如果無法在新的HPC架構(gòu)實現(xiàn)SOA，很有可能就會被市場淘汰，如何更快地實現(xiàn)SOA并且投入使用，對于后續(xù)的市場占有率還是有相當大的聯(lián)系的

•  功能安全：汽車安全非常重要，和在服務(wù)器上玩SOA不同，汽車如果無法保證功能安全，則是要人命的事情，用開源Linux如何保證功能安全？即使用了滿足功能安全條件的其他商用Linux，你又如何保證系統(tǒng)級的功能安全呢？

•  網(wǎng)絡(luò)安全：未來的汽車計算單元必然會連接互聯(lián)網(wǎng)，如何做到主動監(jiān)測或者被動處理呢？或者，即使黑客不會謀財害命故意發(fā)出非法加速命令，但是偷取你的駕駛數(shù)據(jù)或者秘密使用車載攝像頭呢？

•  差異性：架構(gòu)都差不多，系統(tǒng)做出來如何能做到生態(tài)的差異性，以保證和其他競爭對手有差異性呢？

•  長期支持：SOA是需要做到持續(xù)更新的，而一個車型的生命周期可能是十幾年，一套汽車軟件涉及太多組件和供應(yīng)商，如何保證這樣的長期支持呢？

國內(nèi)現(xiàn)狀（軟件平臺、基礎(chǔ)軟件）

CP不說了，份額基本就是Vector和EB瓜分了，ETAS也有一部分，然后國內(nèi)也有使用本地方案，例如東軟，華為之類的。



AP方面，都還在起步階段，EB做的最早，也已經(jīng)和大眾合作將SOA平臺應(yīng)用在了ID.3(4)上，但是Vector在國內(nèi)的市場做的很好，不過像Linux方面還有很多其他商用Linux供應(yīng)商，競爭還是很激烈的，中間件更是，各種各樣的供應(yīng)商，都號稱能實現(xiàn)SOA。而和國外OEM不同，國內(nèi)OEM還無法像大眾或者寶馬能夠做到完全自主定義自己的HPC平臺，所以還需要和各個供應(yīng)商配合來定義。