从AutoSAR到SOA,中间件的问题依然没有解决

红色星际 2022-08-10 13:11:09

作者:阿正

编辑:Mark

出品:红色星际(ID:redplanx)

头图:AutoSAR图片

夏日炎炎,到处都充斥着蝉鸣声。

就如当前的自动驾驶行业,从各个企业的宣传声来看,今天可以无人化收费了,明天城市NOA就要上路了,后天无人驾驶就要实现了,似乎发展十分迅速。

但仔细思考一下,自动驾驶是一个体系化,工程化的高科技行业,它的发展严重依附于汽车行业的发展,特别是汽车产业链的发展和成熟。

新的智能硬件和软件系统都必须获得车规级认证,才能真正地说智能汽车产业链已经成熟。

我们今天主要讲一下智能汽车的软件部分,中间件。

1.AutoSAR会被淘汰吗?

世界的尽头是宇宙大爆炸,而汽车中间件的尽头还会不会是AutoSAR?这个问题估计没有几个人可以回答清楚,并回答得很肯定。

最近(其实也说了很长时间了)“软件定义汽车”很火,这个概念的提出是随着EEA架构的不断演进而诞生的,由过去的分布式ECU架构在向中央集成式架构进化过程中形成的。

特别是小鹏推出X-EEA 3.0 电子电气架构系统后,使得汽车智能化的功能越来越多,底层的硬件结构也变得十分复杂,出现了多核异构的处理器。面对这种情况,企业需要能够屏蔽底层复杂硬件的东西,从而可以专注于上层的应用开发。

在传统ECU架构时代,中间件市场一直是AutoSAR的江湖,目前市场上依然有很多企业使用AutoSAR。最早出现的AutoSAR是CP版本,主要针对分布式ECU架构,这个版本的AutoSAR已经使用了十多年,形成了标准化的框架体系。

随着EEA架构的变化,AutoSAR CP版本已经无法适应智能化汽车的应用,所以后来又推出了AP版本,专门应用于域集中式EEA架构。这一版本也已经推出了5年时间,目前国际上的VECTOR、ETAS和EB三家巨头都在使用,国内的东软睿驰、经纬恒润也在使用。

虽然“群众基础”很好,但是对于AutoSAR AP的争论还是不可避免的出现了。

AutoSAR AP真的能适应智能汽车时代吗?

AutoSAR AP经过了几年的发展依然没有很完善的标准,还在不断更新,而且升级的速度十分缓慢,很难跟上智能驾驶发展的步伐。

虽然AP版本叫做自适应AutoSAR,不过因为AutoSAR的规范在制定时并不会进行开发测试,所以总会有一些BUG,而想要修复只能等下一个版本出来。

加上各个厂家对于AutoSAR规范的理解并不完全一致,提供的工具也不能真正兼容,所以AutoSAR的版本升级很慢。那就只能一直用着带BUG的AutoSAR,相信很多厂家都是有“想法”的。

作为汽车领域重要的中间件,AutoSAR的“利润”是很丰厚的,所以许多厂家都纷纷采用,但是使用成本也同样很高。曾有专家发文写到“AutoSAR的费用通常是几百万起,并且针对不同的域控制器、不同的芯片需要重复收费,可能还没有什么产出,几百万就花出去了”,这让很多家底不厚的企业只能望而却步。

之所以出现“重复收费”的情况,是因为AutoSAR软件的重用性低,在真实的项目实施中,需要重新配置,这个也需要巨大的时间和精力,进一步变相提高了成本。

除了购买成本高之外,AutoSAR的学习成本也很高,由于前期的学习难度大,企业不得不专门花钱培训一批人,这导致只有大公司才有实力使用。此外,因为AutoSAR配置非常多,要实现自己的功能还需要加入一部分代码,很容易导致效率不高,而且代码臃肿。

AutoSAR最大的一个问题,是在刚开始设计的时候,只能支持车内的通信,不能支持车端到云端的通信,这对于现在的智能汽车是不能接受的,车端和云端打通不了,很多的功能,比如车辆网联化中需要用到的数据平台、通信平台和地图平台,都不能得到很好的支持。

整体看下来,AutoSAR就像是当初的刻板印刷术一样,每块板刻好之后就不能改动,如果中间有个别字刻错了,那就只能等着重新刻一块才能改正,但是刻板的时间又比较长,代价也很大,所以让企业感觉很无奈。

对于这种情况,许多企业也都开始施展自己的解数。

(AutoSAR架构)

一部分企业开始寻找AutoSAR的替代品,比如大陆、丰田联合采埃孚、捷豹路虎、沃尔沃等多家汽车企业投资车载操作系统初创公司Apex.AI,其主力产品Apex.OS是基于ROS 2发展起来的。采埃孚曾表示:“这意味着,我们可以为客户提供AutoSAR AP的替代方案。”

百度Apollo也推出了Cyber RT,不过Cyber RT专为无人驾驶设计,这既是优势也是缺点,优势是专注于高等级自动驾驶系统,缺点是市场面比较窄。

那么AutoSAR AP会不会被淘汰呢?目前阶段看,应该是不会的,起码短期内应该不会,因为AutoSAR AP的支持者依然很多。

不是每家公司都能像特斯拉一样自己从头搭建系统的,目前,最好的工具还是AutoSAR AP,但是其本身的缺点和蜕变速度确实需要改善。

2.“SOA+开发者生态”会是未来吗?

AutoSAR AP、ROS这些都存在一些问题,自研的道路也未必好走,那有没有一种比较好的办法来解决这个问题呢?

许多企业把IT行业的软件开发方法论SOA引入了进来,这个在1996年提出的概念,如今或许适合智能驾驶中间件的发展。

如果说AutoSAR AP像刻板印刷术,那么SOA就像是活字印刷术,是一个不断解耦的过程。可针对单个服务提供资源扩展,更新单一模块,不影响整体架构,最终彻底实现软件独立“生长”。

此外,SOA软件服务架构打通了车内的电子电气架构的壁垒,进一步对嵌入式应用软件的接口进行了标准化,能够真正做到整车级软件接口的“标准”和“开放”。

东软睿驰在使用AutoSAR AP的同时也提出了SOA架构理念,曹斌表示:“SOA在软件定义汽车过程中被高度关注。整体来看,SOA仍然是我们支持以域控为基础的软件定义汽车的软件架构里面非常重要的核心方法论,如果不是按照这样的方法来做,没有参照可行的软件架构,很难把这么多整车的功能集中在一个控制器或者集中到2到3个控制器,并且被很好的组织,灵活的调用。”

上汽零束也推出了SOA软件平台,由SOA软件及开发者平台组成,将车云能力服务化,提供车端、云端整体软件解决方案。

零束首席架构师孟超认为SOA根本上解决的就是两个问题,第一个是“快”,即软件的快速迭代,对普通的小白开发者,只需要通过拖拽,再搭载SOA软件平台汽车就可以做到即编辑即用,专业开发者可以做到一天或者七天上架应用,所以这是SOA的快。

这里又引出了另一个目前比较流行的概念,开发者生态。孟超表示,“SOA一定不是一家企业或者一个人能做出来的事情,这是个很难的过程。”

百度车联网事业部总经理苏坦也表示,汽车SOA的边界应该放大,打开对开发者的限制,同时平台应该在最广泛的规模上回报开发者。

清华大学汽车产业与技术战略研究院院长赵福全也表示,SOA平台不是某一家独有的,而是所有开发者的。只有开放,要把所有的参与者不仅仅当成用户,更要当成一个很重要的建设者,才能最终实现合作共赢。

零束的合作伙伴中科创达董事长赵鸿飞表示:“我们认为产业的融合正在加速,其他行业对于传统汽车行业的影响越来越明显,一些成熟的或者新技术越来越快的应用到了汽车行业中,这就意味着整车架构向中央计算方向发展,并配合SOA的软架构设计会是这一趋势下的必然选择。”

他认为,SOA软件平台既是一个产业生态的平台,又是开发者生态打造的平台,有很多需要去大力发展的地方,也是未来汽车行业发展的趋势和方向。

除了上汽之外,东软睿驰和其他企业也在搞开发者生态的建设。SOA+开发者生态似乎是目前解决中间件问题的有效途径。

(东软睿驰AUTOSEMO车云一体架构)

但最近关于SOA的讨论又变多了,SOA好像并没有大家想象的那么美好,甚至有人开始质疑SOA。这是因为SOA的开发十分困难,中间存在很多问题,目前并没有形成标准的规范。

就如经纬恒润张贺伟所说:“SOA在从设计向量产去转变,但是真的到了控制器的软件实现阶段,遇到了很多问题,甚至出现了还在改架构的情况。做SOA开发也要考虑到原有软件资源的复用,因为很多SOA开发都是基于之前的域控制器,之前的一些控制策略和接口怎么去做复用,这也是一个关键的点。”

这个理念很好,但是在实现方案方面我们遇到了一些实施性的问题,包含一些过渡设置的问题。随着域控制器乃至中央架构的不断应用,多核异构的处理器是必备的硬件,里面会有A核,也会有M核,每个核上该怎么去分配资源,核与核之间的总通信怎么实施起来等等都需要在软件架构上面做进一步的探讨乃至于标准化。

曹斌也表示:“SOA发展至今,需要兼容已有的AutoSAR的基础架构,我们在这个领域里架构有很多的还没有定义好的中间件。”他认为AutoSAR仍然是很重要的,是SOA的基础。

SOA虽然具有自身的优点,但是缺点也很明显。功能调用服务多,很难直接定位问题点;模块独立,不确定其他模块状态,沟通不便;服务越来越多,调用方越来越多的时候,就会比较混乱;随着服务的增多,系统架构会越发复杂,这就给运维层面带来了挑战;单体项目因为数据都在同一个数据库里面,不需要过多的关注分布式事务等问题,SOA就需要关心了。

正是因为SOA尚未发展成熟,所以很多企业仍以AutoSAR为基础,再结合开发者生态来进行开发。

后语

软硬解耦和域集中式的发展使中间件开始变得重要,但正因为如此,也暴露出了很多的问题。比较成熟的AutoSAR开始遭到质疑,而SOA还并不成熟,需要解决的问题也很多。

目前市场上的企业所采用的手段可谓是五花八门,各显神通,这些凸显了自动驾驶对于“好中间件”的需求十分急切。

不管是AutoSAR AP的升级,还是Cyber RT、ROS的替代,亦或是SOA+开发者生态模式,大家都是在不断的努力,想要打造出一个“好中间件”。但是就目前来看,这个蜕变的过程必然十分漫长。

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