2024年汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0

GnAT·嚴(yán)SEMO 發(fā)展報告5.0\序序言物互聯(lián)等個性化需求的快速增長，導(dǎo)致廠家車型迭開發(fā)成本居高不下。這里提出一個想法——如果行業(yè)內(nèi)構(gòu)建出開放性的軟件架構(gòu)作為基礎(chǔ)，使得其他應(yīng)用或擴展都能在這個基礎(chǔ)上柔性生長，是?？蒲性核幹屏恕吨袊嚮A(chǔ)軟件發(fā)中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0 2.汽車行業(yè)垂直大模型1.開放式軟件架構(gòu)的中間件 4.開放式軟件架構(gòu)的生態(tài)建設(shè) 二、開放式軟件架構(gòu)的應(yīng)用層 GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0 3.車輛基礎(chǔ)服務(wù)4.整車通信總線5.整車數(shù)據(jù)處理框架2.基于大模型的中間件 五、開放式軟件架構(gòu)的工具鏈中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.03.車輛基礎(chǔ)服務(wù)的開發(fā)者工具4.整車通信總線的開發(fā)者工具1.高效開發(fā)框架的定義2.高效開發(fā)框架的功能3.高效開發(fā)框架的接口參考4.高效開發(fā)框架的開發(fā)方法0792.軟件需求開發(fā)3.軟件架構(gòu)開發(fā)4.軟件代碼開發(fā) 2.通信協(xié)議的統(tǒng)一3.開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)和流程的統(tǒng)一4.開源庫在汽車開發(fā)中的重要性2.破局之道的思考 1.算法、算料、算力與場景2.整車軟件開發(fā)方法的變革1.基于大模型的新型軟件工藝2.整車軟件技術(shù)的演進方向3.趨勢下的技術(shù)點GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0 中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0近年來，人工智能技術(shù)的發(fā)展進入新階段，大模型在各行各業(yè)掀起了智能化變革浪潮。在汽車領(lǐng)域，為新一代智能終端，汽車的智能化發(fā)展目前有兩大趨勢：一是電子電氣架構(gòu)的中央集中，艙駕控三域融亟需開放式的軟件架構(gòu)支撐。二是AI大模型加速應(yīng)用，一方面通過對軟件工程等輔助開發(fā)，提升研發(fā)效深度融入開放式架構(gòu)并對其發(fā)展起到促進作用，從而形成面向AI大模型的開放式軟件架構(gòu)這一持續(xù)迭代第三章開放式軟件架構(gòu)的中間件層：主要介紹了開放式架構(gòu)下的中間件，包含標(biāo)準(zhǔn)中間件、車輛基第五章開放式軟件架構(gòu)的工具鏈：探討多域融合背景下，通用的汽車電子研發(fā)工具鏈以及用于解決如何更好地多方協(xié)同、提升開發(fā)效率和質(zhì)量，同時支持AI擴展的高效開發(fā)框架。最后介紹應(yīng)用于整個汽第六章開放式軟件架構(gòu)的生態(tài)建設(shè)：從技術(shù)生態(tài)和產(chǎn)業(yè)生GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0開放式軟件架構(gòu)是指軟件系統(tǒng)或應(yīng)用程序基于開放的標(biāo)準(zhǔn)和接口進行設(shè)計和開發(fā)，可以與其他系統(tǒng)以降低軟件的成本和風(fēng)險。其本質(zhì)是：基于規(guī)則的開放參與共建軟件架構(gòu)，且規(guī)則本身對于全體參與者這幾年演進，已從基礎(chǔ)軟件平臺演化到2023年發(fā)布的整車軟件開發(fā)平臺（如圖1.1-1整車軟件開發(fā)平整車軟件開發(fā)平臺車端應(yīng)用云端應(yīng)用AIOT生態(tài)應(yīng)用等）服務(wù)操作系統(tǒng)平臺平臺云端設(shè)備云端設(shè)備AIOTAIOT設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范硬件車端平臺云端平臺AIOT端平臺發(fā)者更快地開發(fā)和部署應(yīng)用程序和服務(wù)；車軟件領(lǐng)域帶來了革命性的變革。它不僅從根本上加速了軟件的迭代更新，還極大地豐富了功能擴展的可能性，并促進了跨領(lǐng)域的協(xié)同合作。在一個不斷生長的開放式架構(gòu)模式下，擴展性、適應(yīng)性、可靠性、中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0圖1.1-2AUTOSEMO開放式軟件架構(gòu)詳細(xì)如圖1.1-2所示，AUTOSEMO的開放式軟件架構(gòu)基礎(chǔ)軟件部分，除操作系統(tǒng)內(nèi)核之外，還有用于以下簡稱SOA）框架下的中間件，基于標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)軟件向上擴展，解決域控制器異構(gòu)芯片跨核融合問題，是保障系統(tǒng)有效開發(fā)和維護的關(guān)鍵。汽車電子電氣架構(gòu)趨于復(fù)雜化，在多域融合的架構(gòu)中，滿足開發(fā)者應(yīng)用的工具顯得尤為重要。這些工具不僅要支持不同領(lǐng)域的開發(fā)需求，還要提供統(tǒng)一的接口和標(biāo)準(zhǔn)，以確保系統(tǒng)各部分的高效集成，從提升開發(fā)效率，到確保軟件質(zhì)量，促進多域融合架構(gòu)下軟件的快速迭代臺等途徑，促進開放式軟件架構(gòu)的推廣應(yīng)用和技術(shù)迭代。二是產(chǎn)業(yè)維度，通過構(gòu)建分層解耦的生態(tài)系統(tǒng)，促進產(chǎn)業(yè)合理分工和投入，減少重復(fù)開發(fā)，提高資源利用率，推動整個產(chǎn)業(yè)的效率提升和技術(shù)創(chuàng)新。總GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0討會等手段找到共同解決問題的思路，保持對新技術(shù)和發(fā)展趨勢的了解，以應(yīng)對汽車產(chǎn)業(yè)每一個重要的人工智能在汽車行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用領(lǐng)域和場景非常廣泛，從自動駕駛到車輛維護，從個性化用戶體驗到為了更好地理解大模型的應(yīng)用背景和潛力，首先需要對大模型的分類有一個清晰的認(rèn)識。根據(jù)處理l通用大模型：設(shè)計用于廣泛的應(yīng)用場景，具有較高的靈活性和適應(yīng)性，但可能在特定領(lǐng)域的專業(yè)l行業(yè)大模型：針對特定行業(yè)的需求定制，具備較強的通用性和適應(yīng)性，能夠處理多種任務(wù)，相當(dāng)l垂直大模型：專注于特定領(lǐng)域或細(xì)分市場，具備高專業(yè)性和針對性，通常在特定任務(wù)上表現(xiàn)如圖1.2-1中國主流大模型應(yīng)用選型評估矩陣所示，目前通用的大模型百花齊放，如chatGPT、文中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0嚴(yán)格管控，互通性低，且還需要在實際車輛上進行測試和驗證，直接限制了可用于訓(xùn)練垂直大模型的數(shù)汽車軟件的開發(fā)周期通常較長，且成本較高。這使得企業(yè)在投資垂直大模型時更為謹(jǐn)慎，因為需要GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0為新的技術(shù)趨勢。從目前討論較多的智駕端到端方案再到座艙領(lǐng)域的智慧化交互以及整車的智能體（AI結(jié)合工程中的優(yōu)秀實踐以及AI大模型的端側(cè)部署方案，我們對之前提出的整車軟件開發(fā)平臺作了完為車端應(yīng)用和云端應(yīng)用，將在第二章詳細(xì)展開。軟件架構(gòu)基礎(chǔ)軟件部分自下而上，首先對整車服務(wù)框架中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0l對外的接口：給應(yīng)用提供的API（應(yīng)用程序編程接口需要支持本地，車內(nèi)其他節(jié)點，云端l功能軟件：應(yīng)用軟件加速器；l整車數(shù)據(jù)處理框架：多域融合趨勢下，提供整車數(shù)據(jù)處理單元，實現(xiàn)數(shù)據(jù)與邏輯的分離。支持不同物理總線、不同通信協(xié)議、不同操作系統(tǒng)、不同開發(fā)語言及開發(fā)體系的統(tǒng)一通信接口及開l車輛基礎(chǔ)服務(wù)：車輛基礎(chǔ)服務(wù)中間件在多域融合的架構(gòu)下，可以將不同芯片、不同ECU甚至不同功能的資源進行協(xié)同處理和調(diào)用，并打通不同基礎(chǔ)系統(tǒng)間的l標(biāo)準(zhǔn)中間件的接口抽象層：對標(biāo)準(zhǔn)中間件（CPAUTOSAR和GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0用需求。但當(dāng)下尚未形成統(tǒng)一的技術(shù)路線，仍然是多種操作系統(tǒng)基于場景需求進行組合使用，可預(yù)見的l智能駕駛：存在多條技術(shù)路線。部分廠家完全基于開放式架構(gòu)從根本上加速了軟件的迭代更新，并極大地豐富了功能擴展的可能性，促進了跨領(lǐng)域協(xié)這樣有利于產(chǎn)業(yè)鏈上下游合理分工，化整為零，協(xié)作開發(fā)，促進技術(shù)創(chuàng)新；產(chǎn)業(yè)生態(tài)則是致力于建立開中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0AI大模型顛覆了以往基于規(guī)則進行算法開發(fā)的模式，轉(zhuǎn)化為基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的新范式。本章節(jié)結(jié)合應(yīng)錄儀等。AI大模型在智能座艙中的應(yīng)用，不僅能夠增強人機交互的自然性和便捷性，還能夠提供更加個AI大模型可以作為智能座艙中語音識別和自然語言處理的核心，使車輛能夠理解和響應(yīng)駕駛員及乘客的語音指令。此外，它還可以結(jié)合情境感知，實時分析車外環(huán)境信息，比如天氣和交通狀況，為用戶利用AI大模型對用戶行為和偏好的學(xué)習(xí)，智能座艙可以提供個性化的服務(wù)和內(nèi)容推薦。例如，根據(jù)用戶的駕駛習(xí)慣和常用路線，推薦最優(yōu)的行車路線；或者根據(jù)用戶的音樂播放歷史，推薦用戶可能喜歡分析調(diào)整車內(nèi)環(huán)境，以提升駕乘體驗。此外，可以識別駕駛員的情緒狀態(tài)，當(dāng)檢測到緊張或焦慮時，系l環(huán)境感知l決策規(guī)劃l控制執(zhí)行GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0駛?cè)蝿?wù)。相比于傳統(tǒng)的自動駕駛方案，端到端方案的訓(xùn)練方式能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的全局最優(yōu)，使得系統(tǒng)能夠如圖2.1-2模塊化端到端所示，模塊化端到端方法是將自動駕駛?cè)蝿?wù)分解成若干個子任務(wù)，如感知、定位、路徑規(guī)劃和控制等，并針對每個子任務(wù)開發(fā)專門的算法或模型。這些部署時連接起來作為完整系統(tǒng)運行。將傳統(tǒng)自動駕駛的多個模塊連接后進行端到端訓(xùn)練，如Hydra-MDP餾三個部分進行端到端訓(xùn)練。這種方法的優(yōu)點在于每個模塊可以單獨優(yōu)化和測試，使得系統(tǒng)整體穩(wěn)定可靠。缺點則是模塊間的交互復(fù)雜，需要大量工程活動來確保模塊間的協(xié)調(diào)一致。中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0劃等思想，將所有的功能集成到一個深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，該網(wǎng)絡(luò)直接從傳感器輸入映射到車輛控制信號。這種方法不需要顯式的中間步驟，直接通過大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練得到一個能夠直接完成從感知到動作的模型。單一網(wǎng)絡(luò)端到端的優(yōu)點在于其簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少中間環(huán)節(jié)，使得系統(tǒng)更易于訓(xùn)練和部署。缺點則是對端到端強調(diào)的是從輸入到輸出的端到端訓(xùn)練方式，追求系統(tǒng)全局最優(yōu)。大模型優(yōu)勢在于模型的參數(shù)規(guī)模，以GPT為代表的大模型技術(shù)在自然語言處理方面表現(xiàn)出非常強大的泛化能力。端到端自動駕駛結(jié)通過端到端學(xué)習(xí)來解決實現(xiàn)類人駕駛。端到端與大模型結(jié)合目前主要有三種方式：使如圖2.1-4使用大模型直接開車方案所示，大模型被訓(xùn)練成為能夠直接從輸入數(shù)據(jù)（如攝像頭圖像、雷達數(shù)據(jù)等）映射到輸出控制指令（如轉(zhuǎn)向角度、油門踏板位置等）的系統(tǒng)。大模型通常是具有強大泛化能力的預(yù)訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型。這樣不需要顯式的中間步驟，提高實時性能。VLA大模型(Vision-Lan-GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0理解各類路牌、處理各類障礙物，需要海量的自動駕駛領(lǐng)域數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練，僅僅依靠自駕駛理解各類復(fù)雜場景，是目前最具性價比的降本方案。在感知階段，通過多模態(tài)大模型對齊視覺特征與文本特征，實現(xiàn)識別萬物；在駕駛決策階段，通過引入預(yù)訓(xùn)練模型對駕駛場景做出解釋和建議，提升端到端自動駕駛訓(xùn)練的多樣數(shù)據(jù)如果全部依賴實車采集，訓(xùn)練成本高。如圖2.1-6大模型生成訓(xùn)練是大模型生成訓(xùn)練數(shù)據(jù)最有可能的方式之一。世界模型是能夠?qū)Νh(huán)境或世界的狀態(tài)進行表征，并基于駕中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0駛動作預(yù)測未來世界的模型。世界模型首先將當(dāng)前世界看到的視頻進行編碼，結(jié)合駕駛動作和其他信息，GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0延長續(xù)航里程，電池健康狀態(tài)的監(jiān)測與維護，延長電池使用壽命。通過大模型模擬不同工況下的熱管理效果，幫助工程師優(yōu)化設(shè)計方案，減少實際測試次數(shù)；利用大模型根據(jù)不同車型和使用場景，定制化熱大模型通常具有龐大的參數(shù)量和復(fù)雜的計算結(jié)構(gòu)，在車端部署大模型，同樣需要大量的計算資源。車輛的嵌入式系統(tǒng)往往計算能力有限，難以滿足大模型的運行要求。例如，進行實時的圖像識別和處理、為了解決這個問題，需要進行模型壓縮和優(yōu)化，以降低計算需求。同時，也需要開發(fā)更高效的硬件車端應(yīng)用需要處理大量的傳感器數(shù)據(jù)，包括攝像頭圖像、雷達數(shù)據(jù)、GPS信息等。AI大模型對數(shù)據(jù)可以采用邊緣計算和分布式存儲等技術(shù)，在車端進行部分?jǐn)?shù)據(jù)處理，減少對云端的依賴，提高數(shù)據(jù)車輛運行環(huán)境復(fù)雜多變，對AI大模型的可靠性和穩(wěn)定性要求極高。在不同的天氣條件、路況和駕駛例如，在惡劣的天氣下，傳感器數(shù)據(jù)可能會受到干擾，影響模型的判斷。此外，模型還需要具備一可以通過大量的實際測試和驗證，不斷優(yōu)化模型的性能和魯棒性。同時，建立備份和冗余機制，確AI大模型在車端的應(yīng)用直接關(guān)系到車輛的行駛安全。如果模型出現(xiàn)錯誤判斷或決策失誤，可能會導(dǎo)智能化和網(wǎng)聯(lián)化程度的提高，讓車端正面臨著越來越多的網(wǎng)絡(luò)安全威脅。黑客可能會通過網(wǎng)絡(luò)攻擊中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0同時，建立實時的網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測和響應(yīng)機制，及時發(fā)現(xiàn)和應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)安全事件。例如，對車輛的通信系統(tǒng)當(dāng)前的IDPS基本還是依賴于基于規(guī)則的檢測方法，這導(dǎo)致其在面對未知威自動識別正常與異常的網(wǎng)絡(luò)行為模式。當(dāng)新的威脅出現(xiàn)時，系統(tǒng)可以通過持續(xù)學(xué)習(xí)和模型更新，逐步適然而機器學(xué)習(xí)也面臨著一些挑戰(zhàn)，首先是訓(xùn)練數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量問題，機器學(xué)習(xí)模型的性能高度依賴于訓(xùn)練數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)集的多樣性和質(zhì)量決定了模型的檢測效果。如果訓(xùn)練數(shù)據(jù)不足或偏向，可能會導(dǎo)致模型更新和維護：隨著時間的推移，網(wǎng)絡(luò)攻擊手段不斷演變，機器學(xué)習(xí)模型需要定期更新以保持其隨著模型壓縮技術(shù)的發(fā)展，大型AI模型將能夠在車端更小的硬件上運行，減少對存儲和計算資源的GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0事件響應(yīng)、增強的數(shù)據(jù)分析和預(yù)測能力，AI可以使VSOC系統(tǒng)更加高效和精確地應(yīng)對現(xiàn)代汽車網(wǎng)絡(luò)安全結(jié)合車端深度學(xué)習(xí)小模型提供的事件數(shù)據(jù)和云端大數(shù)據(jù)及威脅情報資源作為安全運營訓(xùn)練數(shù)據(jù)跟AI大模型的整合，可以顯著提升汽車網(wǎng)絡(luò)安全運營管理的效率。車端的小模型在車輛中實時運行，處理傳測能力，并且在計算資源有限的車載系統(tǒng)中表現(xiàn)優(yōu)越。當(dāng)車輛檢測到異常時，車端會生成事件和告警，云端則利用強大的計算能力和豐富的威脅情報資源和專業(yè)的安全運營分析處置人員，對車端上傳的事件和告警數(shù)據(jù)進行深入分析。云端的大數(shù)據(jù)平臺結(jié)合大模型可以處理海量數(shù)據(jù)，結(jié)合全球范圍的威脅情報，識別復(fù)雜的攻擊模式和系統(tǒng)漏洞。通過這種方式，云端能夠提供精準(zhǔn)的威脅識別和深度分析，提事件處理過程分為自動化和半自動化兩個階段。云端系統(tǒng)可以根據(jù)分析結(jié)果自動化執(zhí)行響應(yīng)措施，適應(yīng)性等顯著優(yōu)勢。車端的小模型負(fù)責(zé)初步的異常檢測，減少對云端計算資源的依賴；云端則處理復(fù)雜的分析任務(wù)，提供全球范圍的安全態(tài)勢感知和應(yīng)對能力。通過結(jié)合車端和云端的優(yōu)勢，這一方案大大提AI大模型可以根據(jù)輸入的汽車設(shè)計參數(shù)和性能目標(biāo)，預(yù)測汽車的各項性能指標(biāo)，通過對大量汽車工中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0程數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，大模型可以建立起汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)與性能指標(biāo)之間的復(fù)雜關(guān)系模型，充分利用云端的強大如圖2.2-2所示，云端能量管理算法搭建了端到端的算法模型，首先將最影響能耗和續(xù)駛里程的駕駛員行為和行駛工況識別出來，通過構(gòu)建駕駛員風(fēng)格庫與行駛工況庫對不同的駕駛行為和行駛工況進行通過分析能耗和續(xù)駛里程，推薦相應(yīng)駕駛模式并對加速踏板與制動能量回收強度實時更新，續(xù)駛里程不如圖2.2-3故障檢測與預(yù)測所示，利用先進的數(shù)據(jù)處理技術(shù)和AI大模型，實現(xiàn)對車輛健康狀況的實時監(jiān)控和預(yù)測性故障診斷。該系統(tǒng)通過實車采集的數(shù)據(jù)，結(jié)合云端的強大計算能力，對車輛的關(guān)鍵部件進行深入分析，從而提前發(fā)現(xiàn)潛在的故障和性能退化問題。及時發(fā)現(xiàn)潛在的故障隱患，并給出具體的故此外，大模型還可以通過對歷史故障數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，預(yù)測未來可能出現(xiàn)的故障，提前采取預(yù)防措施，降低汽車的故障率和維修成本。這不僅提高了汽車的可靠性，也減少了因故障導(dǎo)致的工程開發(fā)時間和成GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0傳統(tǒng)的物理測試需要耗費大量的時間和成本。而AI大模型可以通過虛擬測試技術(shù)，對汽車的各項性這種模擬測試在汽車設(shè)計的早期階段就識別出潛在的問題和性能瓶頸，顯著縮短了工程開發(fā)周期，智能網(wǎng)聯(lián)的發(fā)展，讓汽車的數(shù)據(jù)量激增，如何在云端安全地存儲和處理這些數(shù)據(jù)成為一大挑戰(zhàn)。數(shù)云端AI大模型需要具備良好的可擴展性，以適應(yīng)不斷增長的數(shù)據(jù)和用戶需求。同時，模型的持續(xù)維云端AI大模型需要快速響應(yīng)車輛的請求，以支持實時應(yīng)用，如自動駕駛決策支持和遠(yuǎn)程監(jiān)控。這要汽車行業(yè)涉及多種硬件和軟件平臺，云端AI大模型需要在這些不同的平臺之間實現(xiàn)兼容，以提供統(tǒng)中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0隨著邊緣計算技術(shù)的發(fā)展，未來AI大模型將更多地在車輛端進行預(yù)處理，減少對云端的依賴，同時汽車行業(yè)將與其他行業(yè)如IT、通信、能源等更緊密地融合，云端AI大模型將成為跨行業(yè)數(shù)據(jù)和應(yīng)用為了促進行業(yè)的健康發(fā)展，未來將有更多的AI大模型標(biāo)準(zhǔn)化工作和開源項目，以支持技術(shù)的共享和GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0縱觀軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷史，智能手機是一個極為成功的案例。作為軟件規(guī)模最龐大的單一設(shè)備之一，智能手機具有獨特特點：只有一個核心計算單元，傳感器和執(zhí)行器充分解耦和軟件化。這種架構(gòu)使得開發(fā)者在設(shè)計創(chuàng)新應(yīng)用時無需深入了解底層操作，如訪問攝像頭或確保通信安全性和可靠性等問題，只需調(diào)用接口獲取所需功能。這種體系和產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的支持，讓應(yīng)用開發(fā)者能專注于創(chuàng)新，各領(lǐng)域成熟組件能輕松協(xié)同運行，通過靈活編排和組合，創(chuàng)造出創(chuàng)新應(yīng)用。在汽車產(chǎn)業(yè)方面，近十年來，各整車制造廠的（一）開放式軟件架構(gòu)的中間件已經(jīng)成為了行業(yè)的共識。在這樣的技術(shù)路線上發(fā)展，產(chǎn)業(yè)要解決核心架構(gòu)體系和框架問題，希望通過構(gòu)建這樣的體系和框架，讓汽車軟件的開發(fā)也可以像手機應(yīng)用開發(fā)一樣，為未來所有軟件運行在同一顆芯如圖3.1-1ASF中間件所示，ASF中間件是在各個域控制器上都可以使用的、與業(yè)務(wù)無關(guān)的軟件組件，是開發(fā)平臺最基礎(chǔ)、最核心的部分。ASF中間件是面向下一代電子電氣架構(gòu)的開發(fā)平臺，基于符合車輛基礎(chǔ)服務(wù)中間件：基于中國汽車基礎(chǔ)軟件生態(tài)委員會AUTOSEMO服務(wù)框架ASF技術(shù)規(guī)范整車數(shù)據(jù)處理框架：統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理單元，作為管理域控平臺的數(shù)據(jù)中心，用于解耦業(yè)務(wù)邏輯與中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0面向MCU的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)軟件平臺是一套專為MCU設(shè)計的嵌入式操作系統(tǒng)和開發(fā)環(huán)境，以Classicl可與上層應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)無縫集成，提供完整的解決方案。l模塊化：支持軟件組件的模塊化設(shè)計和復(fù)用，降低開發(fā)成本；l高效性：采用實時操作系統(tǒng)和高效的任務(wù)調(diào)度機制，確保系統(tǒng)迅速響應(yīng)；l可靠性：內(nèi)置故障診斷和自恢復(fù)機制，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性。GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0l故障診斷：內(nèi)置故障診斷和上報機制，便于故障排查和修復(fù)。）：l通信協(xié)議棧：支持多種汽車電子通信協(xié)議，確保數(shù)據(jù)交換的實時性和可靠性；l故障診斷和上報：采用先進的故障診斷算法和上報機制，提高故障排查效率。特性描述：針對AUTOSAR平臺中服務(wù)實例的發(fā)現(xiàn)與廣告場景，定義一套基于DDS（DataDistri-意義：通過標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議，實現(xiàn)了AUTOSAR平臺內(nèi)及跨平臺的服務(wù)互操作性，簡化了服意義：通過SENT驅(qū)動的標(biāo)準(zhǔn)化，實現(xiàn)傳感器應(yīng)用程序與基礎(chǔ)軟件層的獨立開發(fā)，提高軟件的可重特性描述：定義了一種用于在ECU之間分發(fā)數(shù)據(jù)采集任務(wù)的協(xié)議，支持動態(tài)配置數(shù)據(jù)采集點、異步意義：VDP協(xié)議為車輛數(shù)據(jù)的高效采集和處理提供了一種標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案，支持按需和循環(huán)采樣意義：使得I2C驅(qū)動更加符合AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)的要求，提高驅(qū)動的穩(wěn)定性，同時也增強驅(qū)動的可配特性描述：增加了對內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫的標(biāo)準(zhǔn)化要求，提供一中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0l可與上層應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)無縫集成，提供完整的解決方案。l高性能：支持多任務(wù)并發(fā)處理和高速數(shù)據(jù)處理，適用于實時應(yīng)用場景，如自動駕駛和車載信息l高帶寬：提供支持高帶寬需求的通信協(xié)議棧和基礎(chǔ)服務(wù)，確保流媒體和大數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鲿承裕籰安全性：內(nèi)置安全保護機制，防止惡意攻擊和數(shù)據(jù)泄露，保障用戶隱私和系統(tǒng)穩(wěn)定性；l可擴展性：支持軟件組件的模塊化設(shè)計和動態(tài)加載，便于功能擴展和升級。l高帶寬通信：提供高效的通信協(xié)議棧，支持大量數(shù)據(jù)傳輸和快速同步；l故障診斷：內(nèi)置故障診斷和上報機制，便于故障排查和修復(fù)；l安全可靠的操作系統(tǒng)：提供高效的任務(wù)調(diào)度機制和可靠的資源管理機制。性。其意義在于適應(yīng)現(xiàn)代車輛中可能存在的多種不同類型系統(tǒng)的環(huán)境，促進汽車與其他領(lǐng)域技術(shù)的融合，GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0中的訪問和展示，并支持不同格式數(shù)據(jù)的映射和連接。其好處是確保車輛數(shù)據(jù)得到合理處理和利用，發(fā)問控制和傳輸協(xié)議要求。其意義在于滿足不同用戶和應(yīng)用對車輛數(shù)據(jù)的訪問需求，提高車輛數(shù)據(jù)服務(wù)質(zhì)汽車API可以配置和管理網(wǎng)關(guān)功能，可以為網(wǎng)關(guān)提供ARXML，將VSS派生服務(wù)接口作為RPor評估虛擬化對AUTOSARAP的影響，包括虛擬化對處理器技術(shù)發(fā)展的益處和全面評估，包括對AP定義支持的虛擬系統(tǒng)配置和相關(guān)用例，包括兩種系統(tǒng)配置：一是單機無虛擬化的配置，用于討論和制定虛擬化影響評估的方法和步驟，以“虛擬化將影響自適應(yīng)平臺”為前提，制定評估準(zhǔn)則，包括的影響，架構(gòu)組件部分包括在AUTOSAR分層軟件架構(gòu)中的集成、接口以及使用方法的定義，這些部分將在后續(xù)更新和完善。其意義在于明確功能元素和架構(gòu)組件在虛擬化中的作用和影響，為虛擬化的設(shè)計的基礎(chǔ)功能與服務(wù)。通過標(biāo)準(zhǔn)化的接口和協(xié)議，實現(xiàn)了各域控制器之間的無縫連接和數(shù)據(jù)交換，為上層l跨核協(xié)同服務(wù)：針對異構(gòu)多核處理器環(huán)境，提供高效的核間通信和任務(wù)調(diào)度機制，確保實時性中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0l信息安全服務(wù)：為整車提供系統(tǒng)級的信息安全策略，構(gòu)建信息安全機制；l健康管理服務(wù)：監(jiān)控各域控制器的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)并處理故障，保障整車系統(tǒng)的穩(wěn)定性和l診斷管理服務(wù)：支持遠(yuǎn)程和本地診斷，提高故障診斷和修復(fù)的效率和準(zhǔn)確性；平臺上進行開發(fā)，再進行交互設(shè)計和集成。在這樣的開發(fā)過程下，往往需要系統(tǒng)和軟件的重新設(shè)計，以車輛基礎(chǔ)服務(wù)中間件可以有效解決上述問題。車輛基礎(chǔ)服務(wù)中間件在多域融合的架構(gòu)下，可以將不同芯片、不同ECU甚至不同功能的資源進行協(xié)同處理和調(diào)用，并打通不同基礎(chǔ)系統(tǒng)間的通信。車輛基礎(chǔ)服務(wù)中間件在AUTOSAR基礎(chǔ)軟件規(guī)范的基礎(chǔ)上進行接口封裝、特性增強和場景擴展，解決快速創(chuàng)新的1.滿足異構(gòu)芯片與異構(gòu)核的場景：在新的電子電氣架構(gòu)下，域控制器成為了最核心的硬件，域控制括域控制內(nèi)異構(gòu)核之間協(xié)同，以及多個域控制器芯片之間協(xié)同）的需求越來越多，成為了支撐創(chuàng)新的主要動力和重要基礎(chǔ)。車輛基礎(chǔ)服務(wù)中間件可以提供跨域協(xié)同需要的基礎(chǔ)能力，例如整車OTA、整車級健多域融合的場景，打通域間資源協(xié)調(diào)、管理域間通信、對應(yīng)用開發(fā)提供完整ECU級別乃至整車級別開發(fā)視角的軟件組件層平臺；借此實現(xiàn)中間層軟硬解耦，應(yīng)用層軟軟解耦，將整車功能原子化后抽象成可調(diào)用的SOA服務(wù)，并制定清晰標(biāo)準(zhǔn)的交互接口，開發(fā)方法學(xué)方面有一定程度的割裂，當(dāng)前的工具鏈實踐也往往是各自開發(fā)。而在域控制器架構(gòu)下，很多功能需要MCU與SoC進行協(xié)同，這就要使用兩套工具鏈分別開發(fā)，導(dǎo)致開發(fā)難度增加，后續(xù)的調(diào)試效率也受到很大影響。車輛基礎(chǔ)服務(wù)中間件工具鏈可以為用戶提供統(tǒng)一的開發(fā)視圖，它集成了跨域服務(wù)開發(fā)所需的各組件，提供整車跨域跨核應(yīng)用層所需要的基礎(chǔ)服務(wù)，例如健康管理中間件、診斷管理中間件、GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0如圖3.1-2車輛基礎(chǔ)服務(wù)中間件所示，車輛基礎(chǔ)服務(wù)中間件是基于AUTOSAR基礎(chǔ)軟件之上的開發(fā)現(xiàn)有AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)軟件平臺在使用門檻高、新應(yīng)用功能場景定義不足，以及針對大算力多核異構(gòu)平臺的跨域應(yīng)用局限性等問題。針對創(chuàng)新車載應(yīng)用和新一代電子電氣架構(gòu)，車輛基礎(chǔ)服務(wù)中間件將為汽1）核間通信（Inter-CoreComCAN信號進行設(shè)定，MCU側(cè)借助SWC使用RTE接口即可完成對SoC服務(wù)的操作。這樣可中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0和接口封裝，使應(yīng)用開發(fā)者能夠?qū)?yīng)用數(shù)據(jù)的存儲進行系統(tǒng)層面的統(tǒng)一設(shè)計和配置，而無需深入了解底層AP和CP的接口細(xì)節(jié)，配合內(nèi)部的存儲管理策略，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)和文件的跨核訪問和共享策略管理，（5）壓縮解壓：支持應(yīng)用目錄下的文件和目錄壓縮，支持將應(yīng)用目錄下的壓縮文件解壓到應(yīng)用目錄對自適應(yīng)平臺應(yīng)用的健康監(jiān)控機制，缺乏面向域控場景的系統(tǒng)健康管理定義；健康管理中間件基于AU-TOSAR進行了特性增強和擴展，為域控應(yīng)用提供跨核、跨域的健康和信息收集，以及對操作系統(tǒng)的健康但在域控平臺的使用場景下，需要對車輛的多個時鐘源進行選擇，并對整車各ECU的時鐘進行同步。時（4）時鐘源管理策略：用戶可以設(shè)置各時鐘源的優(yōu)先級，自動根據(jù)運行時各時鐘源的可用狀態(tài)選擇（1）電源管理：負(fù)責(zé)管理域控制器的電源狀GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0Partition中運行電源管理的Slave程序；電源管理主控程序負(fù)責(zé)維護域控制器整體電源狀態(tài)，執(zhí)行上下管理機制，但域控制器通常包含多個MCU/SoC，因此不得不針對每一個MCU/SOC進行獨立的日志管理部署；日志中間件對AUTOSAR規(guī)范進行特性擴展和接口封裝，提供了面向域控平臺跨芯片乃至跨整（1）日志收集：支持跨核、跨域收集，支持以太網(wǎng)、CAN總線日志收集，支持內(nèi)核、網(wǎng)卡、Corechine場景下的診斷服務(wù)，而面向域控架構(gòu)的場景下，需要滿足更多更復(fù)雜的診斷場景，如）；l支持各域控制器的升級；l支持升級軟件的檢查更新；）；中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0l支持分組升級管理，同組ECU同升同降；l支持升級版本管理；l支持ECU配電管理；l支持下載軟件包時的安全通信和軟件包的解密/驗簽；l支持以太網(wǎng)診斷儀刷寫ECU時的安全認(rèn)證。車輛基礎(chǔ)服務(wù)中間件作為面向SOA架構(gòu)的域控級乃至整車級的基礎(chǔ)服務(wù)平臺，是通過服務(wù)定義來體現(xiàn)對標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)軟件和操作系統(tǒng)的擴展和封裝能力的，因此服務(wù)的定義/設(shè)計需要遵循一定的規(guī)范性要求，b.服務(wù)具有原子性：即設(shè)計的服務(wù)不可再拆分，作為服務(wù)的最小單位和執(zhí)行實體，為上層功能提供d.整車級系統(tǒng)服務(wù)具有全局性：即該類服務(wù)的設(shè)計更多關(guān)注是整車層面對整車內(nèi)所有系統(tǒng)能力進行協(xié)同和管控，該層服務(wù)是對系統(tǒng)基礎(chǔ)服務(wù)在整車層面的抽象和封裝，即通過該層服務(wù)可以配置和控制系.同時，中間件需要處理來自不同系統(tǒng)的并發(fā)請求并快速響應(yīng)，這對中間件的并發(fā)處理能力和擴展性GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0.維護和升級也是一大挑戰(zhàn)，需要開發(fā)團隊具備專業(yè)的技能和經(jīng)驗以確保中間件的穩(wěn)定運行和持續(xù).隨著數(shù)據(jù)保護法規(guī)的日益嚴(yán)格，中間件需要如圖3.1-3車輛基礎(chǔ)服務(wù)API所示，車輛基礎(chǔ)服務(wù)中間件通過封裝下層的基礎(chǔ)軟件和操作系統(tǒng)，對上層提供基礎(chǔ)的跨域協(xié)同服務(wù)組件和功能接口，為上層平臺和應(yīng)用提供了更多面向服務(wù)開發(fā)所需要的服車輛基礎(chǔ)服務(wù)中間件為上層應(yīng)用提供的接口以及對下層組件的接口依賴參考表3.1-1車輛基礎(chǔ)服務(wù)作為客戶端，為MCU側(cè)應(yīng)用提供SOC側(cè)發(fā)送的作為服務(wù)端，向SOC側(cè)無中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0設(shè)置與查詢應(yīng)用存儲容量功MCU與SOC跨核共享存儲MCU本地回讀與存儲服依賴PER、LT、PHM、系統(tǒng)健康監(jiān)控、存儲管理等組件向本組件（健康管理組件）發(fā)送故障信息件）發(fā)送硬重置（HardRe-PHM，系統(tǒng)健康監(jiān)控向本組件（健康管理組件）發(fā)送實依賴PER、LT、依賴網(wǎng)絡(luò)連依賴數(shù)據(jù)獲獲取絕對時間、相對時間對時間、相對時間預(yù)約喚查詢預(yù)約的絕對時間、相依賴獲取、依賴獲取時無依賴LT和SM模塊無GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0和STBM模塊所提供0x10/0x11/0x14/0x-19/0x22/0x27/0x28/0x-29/0x2E/0x31/0x34/0x-35/0x36/0x37/0x38/0x-3e/0x85服務(wù)接口;ETHTP、CANTP和軟件包下載階段管理接口，軟件包處理階段接口，包括軟件包安裝階段接口，包括升級環(huán)境檢查與恢復(fù)、升級升級階段狀態(tài)管理接口，包括升級狀態(tài)、進度上報，升版本管理接口，包括版本巡升級包處理接口，包括升級車云車機交互接口，包括車升級包同步、回滾、刪除A-B分區(qū)同步接口;無在軟件的發(fā)展史上，對于分布式系統(tǒng)，為了實現(xiàn)軟件復(fù)用，開發(fā)平臺需要提供一套針對異構(gòu)節(jié)點的統(tǒng)一接口抽象與方法論支撐的通信框架，以實現(xiàn)應(yīng)用可以一致性的開發(fā)和動態(tài)部署；從而讓軟件解耦更中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0發(fā)為主，為了實現(xiàn)針對應(yīng)用的復(fù)用與動態(tài)部署，AUTOSARClassic標(biāo)準(zhǔn)提供了VFB（VirtualFunction如今的新電子電氣架構(gòu)下，域控制器的出現(xiàn)，改變了汽車軟件的底層形態(tài)，從分布式同構(gòu)系統(tǒng)變成了分布式異構(gòu)系統(tǒng)。雖然“集中式”趨勢越來越明顯，但從整車上看，未來很長一段時間內(nèi)，汽車內(nèi)仍處理器；同時用于車內(nèi)/車外通信的物理總線也越來越多，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓絹碓綇?fù)雜，通信協(xié)議體量越來越大。因此，AUTOSAR試圖建立統(tǒng)一的通信框架，使用了基于SOA的通信方式，但這部分主要以規(guī)范Service但使用限制較多，使用方法復(fù)雜。與此同時，由于各行業(yè)的開發(fā)者進入汽車軟件領(lǐng)域，其背適應(yīng)。因此目前汽車軟件領(lǐng)域急需一種可以滿足靈活部署、動態(tài)適應(yīng)、快速調(diào)試、高效協(xié)同的開發(fā)體系，同時還必須滿足清晰的邊界定義和嚴(yán)格的過程要求，因此目前主流的自動駕駛開發(fā)者傾向于使用比較靈整車通信總線作為汽車內(nèi)部信息交互的基礎(chǔ)設(shè)施，其適用場景隨著技術(shù)的發(fā)展而不斷擴展，為智能汽車的多樣化功能提供了堅實的通信基礎(chǔ)，同時也為汽車產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展開辟了新的道路。隨著汽車向更高級別的智能化和自動化發(fā)展，整車通信總線的重要性將愈發(fā)凸顯。車輛內(nèi)外部需求不斷增加，需要支持車輛與外部網(wǎng)絡(luò)間以及內(nèi)部不同的系統(tǒng)組件間的通信，故不能再局限于單一的通信技術(shù)和協(xié)議棧，不同域控制器可能運行者不同的硬件平臺和操作系統(tǒng)，且采用不同的通信協(xié)議。整車通信總線可以提供一個封裝層軟件，屏蔽上述差異，實現(xiàn)統(tǒng)一的通信語義。這不僅簡化了系統(tǒng)集成，也大大提高了系一個車載娛樂系統(tǒng)中，不同的控制模塊之間可能需要快速交換大量的多媒體數(shù)據(jù)。這種情況下，整車通隨著新供應(yīng)商和新技術(shù)加入汽車軟件領(lǐng)域，汽車軟件架構(gòu)需要兼容適配不同的開發(fā)語言和技術(shù)框架。整車通信總線通過提供多語言編程接口和兼容的開發(fā)體系，確保不同團隊開發(fā)的模塊可以快速集成，這在跨平臺、跨團隊開發(fā)時尤為重要，特別是在需要集成第三方系統(tǒng)（如ROS）時，整車通信總線可以提自動駕駛汽車需要處理大量傳感器數(shù)據(jù)，并實時做出決策。這要求整車通信總線不僅能夠高效地傳GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0自動駕駛系統(tǒng)中的多個傳感器和控制器之間的數(shù)據(jù)同步和信息融合，也是整車通信總線的一個重要應(yīng)用隨著車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，車輛與云端之間的通信需求也在不斷增加。整車通信總線通過支持多種網(wǎng)整車通信總線是為了簡化復(fù)雜車載系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)提出的一種面向服務(wù)架構(gòu)(SOA)的中間件解決方案。它將業(yè)務(wù)邏輯實現(xiàn)與特定目標(biāo)平臺的通信層細(xì)節(jié)隔離開來，使用與編程語言無關(guān)的接口模型定義來生成完整的服務(wù)API和底層傳輸層和序列化層，支持跨域以及域內(nèi)通信，為分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)高效、絡(luò)提供一個抽象且統(tǒng)一的通信語義平臺。該框架通過高度抽象的通信模型和協(xié)議轉(zhuǎn)換機制，實現(xiàn)對整車這種抽象讓開發(fā)人員擺脫項目環(huán)境特定的通信機制，并允許他們專注于業(yè)務(wù)代碼的開發(fā)，而不受特定于協(xié)議和開發(fā)語言的界限，為整車通信提供了一種標(biāo)準(zhǔn)化的交互接口。該框架不僅整合了車內(nèi)復(fù)雜的通信需求，還通過抽象化的通信語義，使得上層應(yīng)用開發(fā)能夠忽略底層硬件和協(xié)議的差異，從而大大簡化了信層等多個層次，每個層次針對特定的通信場景提供專業(yè)的解決方案。通過這種方式，整車通信總線不中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0l支持面向服務(wù)（SOA）的軟件架構(gòu)，可以支持跨域的服務(wù)調(diào)用。l基于接口模型自動生成的API接口，并自動生成序列化和傳輸層，手動編碼僅剩業(yè)務(wù)邏輯，顯l業(yè)務(wù)代碼與平臺的底層通信層細(xì)節(jié)分離，平臺的任何更改都不會影響業(yè)務(wù)邏輯代碼。l使用與平臺無關(guān)的接口定義語言來定義接口，應(yīng)用程序需要在車輛內(nèi)的不同平臺之間移動時無l提供完善的通信機制和遠(yuǎn)程調(diào)用機制，無論服務(wù)或客戶端應(yīng)用程序在何處運行（本地或遠(yuǎn)程）為了促進整車系統(tǒng)中各組件之間的通信和協(xié)作，提高異構(gòu)場景中整車通信的互操作性和可擴展性，就需要實現(xiàn)具有統(tǒng)一通信界面的整車通信總線。統(tǒng)一通信框架可提供整車標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一接口，簡化整車系整車通信總線為應(yīng)用層提供了豐富的通信語義支持，包括數(shù)據(jù)驅(qū)動的Topic模型和方法調(diào)用的Method模型。這使得開發(fā)者能夠以更靈活的方式進行應(yīng)用開發(fā)，類似于SOME/IP和DDS等協(xié)議，滿在多核架構(gòu)的車載系統(tǒng)中，整車通信總線確保了MCU與SO整車通信總線提供靈活的序列化支持，通過自動配置，優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸?shù)男蛄谢绞?，確保不同部署場景下的通信效率。應(yīng)用層與底層序列化實現(xiàn)完全解耦，框架能夠根據(jù)部署環(huán)境自動推導(dǎo)出最優(yōu)的序列整車通信總線通過端到端的質(zhì)量服務(wù)保障，支持多Topic數(shù)據(jù)的緩存融合與同步，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的及時性和完整性。無論是實時性要求高的應(yīng)用場景，還是對數(shù)據(jù)可靠性有嚴(yán)苛要求的場景，框GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0整車通信總線內(nèi)置CMBridge功能，實現(xiàn)域內(nèi)消息與整車SOME/IP協(xié)議的映射，確保不同域控制整車通信總線具備動態(tài)任務(wù)編排和智能調(diào)度能力，能夠根據(jù)系統(tǒng)的運行狀態(tài)和負(fù)載情況，靈活調(diào)整整車通信總線支持全面的數(shù)據(jù)監(jiān)控與仿真功能，為開發(fā)者提供了實時的數(shù)據(jù)流監(jiān)控和仿真測試支持。整車通信總線的設(shè)計與實現(xiàn)需要在多個層面上進行創(chuàng)新與突破，從統(tǒng)一語義的接口設(shè)計到安全穩(wěn)定的通信機制，每一個環(huán)節(jié)都涉及復(fù)雜的技術(shù)挑戰(zhàn)。解決這些挑戰(zhàn)不僅需要在技術(shù)上提供創(chuàng)新的解決方案，其次，中央計算平臺的引入為整車通信帶來了新的技術(shù)挑戰(zhàn)。高算力的異構(gòu)芯片需要在不同芯片上再次，開放式平臺的構(gòu)建也是整車通信總線的一個重要方面。它要求硬件系統(tǒng)具備靈活的可擴展性，自動泊車等場景要求端到端的時延達到毫秒級，甚至是微秒級，可最后，自動駕駛汽車的通信力和抗干擾能力也是整車通信總線需要重點關(guān)注的領(lǐng)域。自動駕駛汽車需要在動態(tài)多變的道路環(huán)境中進行感知和決策，這就需要強大的通信能力和抗干擾技術(shù)來保證車輛能夠l分布式系統(tǒng)的集中式開發(fā)視圖：在面對不同物理總線、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和開發(fā)語言的分布式異構(gòu)系統(tǒng)時，統(tǒng)一語義接口的設(shè)計是關(guān)鍵。需要提供一種能夠在不同系統(tǒng)和平臺之間保持中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0l統(tǒng)一的服務(wù)接口語義：通過標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)接口語義（例如，SOME/IP和DDS協(xié)議的封裝l跨域協(xié)同的復(fù)雜性：由于不同域（如動力域、智駕域等）有不同的實時性和安全性要求，如何l工具鏈兼容性與開發(fā)便捷性：現(xiàn)有的AUTOSAR工具鏈在便利性方面還有提升空間，特別是l面向服務(wù)的通信架構(gòu)：通過采用SOME/IP、DDS等面向服務(wù)的通信協(xié)議，實現(xiàn)跨不同開發(fā)場l開源中間件的集成：例如，將ROS2等開源中間件整合進整車架構(gòu)中，利用其成熟的生態(tài)系l開源框架的量產(chǎn)適應(yīng)性：ROS2等開源框架雖然具備強大的生態(tài)，但其龐大的代碼量和開源性質(zhì)可能在量產(chǎn)階段帶來風(fēng)險。如何保證這些開l分布式協(xié)同開發(fā)：為了支持多方異地、分時開發(fā)，需要通信框架能夠靈活適應(yīng)不同開發(fā)周期和l模塊化集成與擴展性：隨著架構(gòu)層次的細(xì)化，需要具備強大的模塊集成能力，將不同開發(fā)周期l接口穩(wěn)定性與版本管理：在多方開發(fā)的情況下，如何有效管理接口的變更和影響，是一個重要l成熟模塊的適配性：將已有的成熟模塊與新的架構(gòu)無縫對接，同時保持開發(fā)和測試的效率，是l邊界節(jié)點的動態(tài)適應(yīng)性：實現(xiàn)邊界節(jié)點的動態(tài)配置和適應(yīng)能力，確保在多種通信協(xié)議下能夠保GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0l統(tǒng)一管理與控制：在實現(xiàn)多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議兼容的同時，如何保證系統(tǒng)的整體管理與控制能力不被削l安全通信協(xié)議的集成：需要在通信框架中集成安全協(xié)議，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的機密性、完l穩(wěn)定的實時通信：確保通信的實時性和高可用性，特別是在涉及安全關(guān)鍵應(yīng)用（如自動駕駛）l安全與性能的平衡：在確保通信安全的同時，如何不影響系統(tǒng)的性能和實時性，是一個關(guān)鍵的l量產(chǎn)階段的穩(wěn)定性驗證：如何在量產(chǎn)之前充分驗證通信框架的穩(wěn)定性，特別是在大規(guī)模并發(fā)通整車通信總線針對不同的數(shù)據(jù)來源提供了統(tǒng)一的接口，屏蔽不同的物理總線與通信協(xié)議層，對不同的Channel做封裝，向上層應(yīng)用提供統(tǒng)一操作語義的接口，通過同一套語義的API及配置方式，實現(xiàn)整定義使用內(nèi)存原始拷貝方式格式化的通信消息定義消息的其它元數(shù)據(jù)，如發(fā)送時間、接收時執(zhí)行器，提供基礎(chǔ)的執(zhí)行線程環(huán)境，用于執(zhí)行中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0CacheFusionSynchro-整車通信總線向上層應(yīng)用提供了一套和諧一致的API，其內(nèi)部對底層通信協(xié)議進行了封裝，包括為一種重要的資源，數(shù)據(jù)成為未來軟件能力的重要創(chuàng)新源泉，數(shù)據(jù)相關(guān)的特性也成為創(chuàng)新業(yè)務(wù)的新賽道，整車數(shù)據(jù)處理框架致力于數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)邏輯的分離，需要通過統(tǒng)一的視圖將數(shù)據(jù)處理封裝起來，從而使得業(yè)務(wù)邏輯簡單化，提高開發(fā)效率；因此，整車數(shù)據(jù)處理框架需要提供高性能的數(shù)據(jù)存取和簡單易用的API接口，支持?jǐn)?shù)據(jù)快照功能和多種序列化策略，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步與共享。其核心在于數(shù)據(jù)變化條件通過與整車通信總線的無縫銜接，該框架實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的分布式共享，進一步增強了系統(tǒng)的靈活性和可擴l決策數(shù)據(jù)：包括駕駛員操作數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程操作數(shù)據(jù)和系統(tǒng)決策數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對車輛的行駛和操l運行數(shù)據(jù)：涉及整車狀態(tài)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)及部件狀態(tài)數(shù)據(jù)、安全日志數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)反映了車輛在現(xiàn)代汽車的快速發(fā)展背景下，整車數(shù)據(jù)處理框架的適用場景日益廣泛，支持以下應(yīng)用場景，包括GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0l智能輔助系統(tǒng)：通過分析駕駛員的行為數(shù)據(jù)，車輛可以提供更加智能的輔助駕駛功能，如自動l預(yù)測性維護：通過車輛的運行數(shù)據(jù)，預(yù)測車輛的維護需求，減少意外故障，提高車輛的可靠性l能源管理：利用車輛的行駛數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，優(yōu)化能源消耗，提高電動汽車的續(xù)航里程。整車數(shù)據(jù)處理框架的適用場景涵蓋了從分布式系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步到大數(shù)據(jù)應(yīng)用的基礎(chǔ)支撐，從簡化應(yīng)用開發(fā)到促進數(shù)據(jù)融合的多個層面。它不僅為現(xiàn)代汽車電子系統(tǒng)提供了強大的數(shù)據(jù)管理能力，還為汽車行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和業(yè)務(wù)發(fā)展開辟了新的道路。通過整車數(shù)據(jù)處理框架的應(yīng)用，汽車制造商能夠更好地應(yīng)隨著汽車新業(yè)務(wù)的發(fā)展和新技術(shù)的介入，汽車軟件的復(fù)雜度大幅增加，業(yè)務(wù)邏輯越來越復(fù)雜，數(shù)據(jù)理分割開進行處理，標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)定義和使用方法，成為汽車軟件的下一個解耦關(guān)鍵點。整車數(shù)據(jù)處理框如圖3.1-5整車數(shù)據(jù)處理框架所示，在整車數(shù)據(jù)處理框架中，數(shù)據(jù)被視為獨立的實體，與具體的業(yè)它允許應(yīng)用專注于數(shù)據(jù)本身，而無需關(guān)心數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送細(xì)節(jié)。隨著汽車通信技術(shù)的發(fā)展，整車數(shù)據(jù)l數(shù)據(jù)中心：負(fù)責(zé)整車數(shù)據(jù)的存儲、管理和優(yōu)化，支持快速篩選和服務(wù)管理，支持?jǐn)?shù)據(jù)快照，實中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0l數(shù)據(jù)采集：提供與不同系統(tǒng)應(yīng)用通信的接口，支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和數(shù)據(jù)類型，使得數(shù)據(jù)能夠在l數(shù)據(jù)服務(wù)：允許用戶配置數(shù)據(jù)更新、超時和定時觸發(fā)等通知方式，通過內(nèi)置的調(diào)度引擎和觸發(fā)時效性和穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)分級則基于數(shù)據(jù)的危害性和重要性進行評估，以確定數(shù)據(jù)的敏感度和保護級別。l高性能：采用讀寫分塊、零拷貝、共享內(nèi)存等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)低時延l兼容性與擴展性：能夠與不同的消息框架和數(shù)據(jù)類型定義無縫銜接，支持分布式系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共總體而言，整車數(shù)據(jù)處理框架可以為汽車軟件開發(fā)提供一個強大的基礎(chǔ)設(shè)施，它通過優(yōu)化數(shù)據(jù)管理l數(shù)據(jù)采集：整車數(shù)據(jù)處理框架能夠從車輛的各個傳感器和控制器中獲取數(shù)據(jù)，并可以進行降頻l數(shù)據(jù)存儲：管理數(shù)據(jù)的物理存儲和邏輯組織，提供數(shù)據(jù)存儲訪問接口。l數(shù)據(jù)快照：整車數(shù)據(jù)處理框架具備實時數(shù)據(jù)快照的能力，這意味著它能夠?qū)?nèi)存中的數(shù)據(jù)狀態(tài)它確保了即使在系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，也能夠通過快照恢復(fù)到故障前的狀態(tài)，保障了車輛數(shù)l統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理單元：作為整車數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理模塊，是整車數(shù)據(jù)處理框架的核心組件。它不l高性能存取：整車數(shù)據(jù)處理框架采用了先進的讀寫分塊、零拷貝和共享內(nèi)存技術(shù)，大幅數(shù)據(jù)存取的性能。這些技術(shù)的應(yīng)用，使得數(shù)據(jù)存取具有低時延和高吞吐的特點，同時減少了資GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0l數(shù)據(jù)調(diào)度引擎：整車數(shù)據(jù)處理框架的數(shù)據(jù)調(diào)度引擎為用戶提供了靈活的配置選項，支持?jǐn)?shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)超時和定時觸發(fā)等多種通知方式。用戶可以利用謂詞系統(tǒng)配置l數(shù)據(jù)安全與合規(guī)性：實施數(shù)據(jù)保護措施，確保合規(guī)性，并處理數(shù)據(jù)訪問請求和審計，提供數(shù)據(jù)l支持分布式系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步與共享：隨著汽車電子系統(tǒng)的復(fù)雜性日益增加，分布式異構(gòu)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步與共享成為了一個亟待解決的問題。整車數(shù)據(jù)處理框架通過提供數(shù)據(jù)快照功能，實現(xiàn)了內(nèi)存數(shù)據(jù)到非易失存儲的映射，保證了數(shù)據(jù)的一致性和可靠性，確保不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)實時l支持?jǐn)?shù)據(jù)與邏輯分離的開發(fā)模式：整車數(shù)據(jù)處理框架推動了數(shù)據(jù)與邏輯分離的開發(fā)模式，這種整車數(shù)據(jù)處理框架能夠有效處理動態(tài)分配的通信資源它能夠根據(jù)數(shù)據(jù)的使用需求，提供多種觸發(fā)策略，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效利用。在自動駕駛、ADASl支持面向大數(shù)據(jù)應(yīng)用的基礎(chǔ)組件：整車數(shù)據(jù)處理框架作為高性能Cache系統(tǒng)，為大數(shù)據(jù)應(yīng)用提供了堅實的基礎(chǔ)。它不僅支持高性能的數(shù)據(jù)中心，還提供了高性能的謂詞系統(tǒng)，為整車數(shù)據(jù)服務(wù)提供了強大的支持。在車輛健康管理、遠(yuǎn)程信息處理等大數(shù)據(jù)應(yīng)用場l支持多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和數(shù)據(jù)類型的兼容性：整車數(shù)據(jù)處理框架具備良好的兼容性，能夠支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和數(shù)據(jù)類型。這使得它能夠無縫對接不同的車輛系統(tǒng)，無論是在CAN網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)總l促進跨平臺和跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合：在整車數(shù)據(jù)處理框架的支持下，不同平臺和系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)融合變得更加容易。它為開發(fā)者提供了一個統(tǒng)一的接口和數(shù)據(jù)處理機制，使得跨平臺的數(shù)據(jù)集整車數(shù)據(jù)處理框架作為汽車智能化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，通過其高性能的數(shù)據(jù)處理和服務(wù)能力，為車輛詢和更新，以維護數(shù)據(jù)的一致性和完整性。具體接口信息如表3.中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0表示從過去的指定時間范圍內(nèi)獲表示從未來的指定時間范圍內(nèi)獲確保在動態(tài)市場中保持領(lǐng)先，助力汽車行業(yè)的持續(xù)創(chuàng)新與發(fā)展。在探討整車數(shù)據(jù)處理框架技術(shù)與挑戰(zhàn)時，l軟件架構(gòu)升級：隨著汽車行業(yè)向軟件定義汽車轉(zhuǎn)變，軟件架構(gòu)的升級成為必然。面向服務(wù)的架了系統(tǒng)的靈活性和可擴展性。通過SOA標(biāo)準(zhǔn)化的接口設(shè)計，整車數(shù)據(jù)處理框架能夠?qū)崿F(xiàn)不同l標(biāo)準(zhǔn)化接口：在整車數(shù)據(jù)處理框架中，接口標(biāo)準(zhǔn)化是實現(xiàn)跨車型、跨零部件供應(yīng)商數(shù)據(jù)共享的l數(shù)據(jù)快照能力：數(shù)據(jù)快照功能為整車數(shù)據(jù)處理框架提供了內(nèi)存數(shù)據(jù)到非易失存儲的映射能力，這對于故障診斷、系統(tǒng)恢復(fù)以及數(shù)據(jù)記錄至關(guān)重要。通過快照功能，可l高性能存取技術(shù)：通過采用讀寫分塊、零拷貝、共享內(nèi)存等先進技術(shù)，l可配置的采集精度：車端數(shù)據(jù)庫應(yīng)具有高采集精度，支持采集原始頻率的信號數(shù)據(jù)，以確保獲取到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度滿足項目需求。支持采集原始數(shù)據(jù)最小周期10ms；支持云端可配l數(shù)據(jù)管理策略：車端數(shù)據(jù)庫應(yīng)支持?jǐn)?shù)據(jù)降頻功能，在支持原始頻率信號存儲和上傳的基礎(chǔ)上，為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，整車數(shù)據(jù)處理框架需要具備高度的靈活性和可擴展性，以適應(yīng)不斷變化的GnAUT5SMO中國汽車基礎(chǔ)軟件發(fā)展白皮書5.0l安全和隱私保護挑戰(zhàn)：汽車行業(yè)的快速發(fā)展也帶來了安全和隱私保護的挑戰(zhàn)。測試時間長、代價高，安全漏洞可能導(dǎo)致品牌和用戶粘性受損。整車數(shù)據(jù)處理框架需要采取有效的安全措施，l組織流程挑戰(zhàn)：整車廠需要建立適應(yīng)新架構(gòu)的組織流程，以支持敏捷開發(fā)和接口測試。這意味著需要對現(xiàn)有的開發(fā)流程進行重構(gòu)，以適應(yīng)快速變化的軟件需求。此外，組織內(nèi)部需要建立跨l生態(tài)協(xié)同挑戰(zhàn)：軟件定義汽車的發(fā)展需要上下游企業(yè)的協(xié)同合作，包括軟件公司、硬件供應(yīng)商l數(shù)據(jù)孤島問題：因車端數(shù)據(jù)來源廣泛，不同數(shù)據(jù)源之間可能存在信息孤島