智能化、網(wǎng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(jīng)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(zhuǎn)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(jié)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(jīng)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(nèi)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(nèi)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(jīng)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(shù)調(diào)用和事件發(fā)送。

服務請求：雙向數(shù)據(jù)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(diào)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(shù)據(jù)流。即數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(jīng)典平臺上；而Adaptive Autosar則支持大數(shù)據(jù)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(jié)

隨著無人駕駛技術的如火如荼，車聯(lián)網(wǎng)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。

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