SOA软件架构在智驾域控中的实践

智能汽车产品升级驱动了行泊一体市场的爆发，快速成熟的软硬件产品逐渐成为主流车型的“刚需”，但随着复杂域控系统的规模化应用，量产开发正面临诸多挑战。

东软睿驰副总经理刘威博士表示，基于SOA软件架构的智驾产品，能支持软件先行，快速灵活地为消费者提供多元化智能体验，同时也可以为车企和供应商降低时间成本和研发投入。在自动驾驶专用中间件中，为满足自动驾驶算法独特的高性能、确定性和实时性的要求，通过Framework提供运行环境及实体间通信，让Service APP和module专注于功能逻辑。

(资料图片仅供参考)

刘威博士| 东软睿驰副总经理

同时他还表示，软件开发者需要一个开放、灵活的平台，将生产力汇聚成规模化的量产合力，才是化解智能驾驶规模化挑战的正解。

以下为演讲内容整理：

随着汽车自动化的发展，整车架构在快速演变，从过去的单体式多ECU架构，过渡到今天正在规模化量产的垂直式域控制器垂架构，正向着三维立体中央计算架构发展。现在整车分成三个重要的域，一是行车底盘的域，就是行车车身的控制；二是座舱；三是智驾。现在整个开发体系从开发架构包括开发模式还是垂直式开发，整车SOA架构已经开始逐步登陆市场，在中央计算架构下，这三个域之间打通联系，与现在的垂直式架构开发截然不同。

整车架构演化趋势与挑战

模式的变化会带来各种开发挑战。

第一，系统复杂度激增，多ECU架构虽然控制器多，但只是从控制器间去做交互，在控制器内部并没有更多的软件交互，所以软件开发复杂度相对来说降低了，随着域控制器发展及未来中央计算发展，很多软件都将到多核异构硬件上去，在传感器种类越来越多的情况下，需要在硬件上充分利用其计算资源，保证实时可靠的调度、底层软件快速协同开发；

第二，开发周期缩短，现在的开发周期比此前1R1V开发项目周期还要短；

第三，成本和算力的平衡，一方面追求功能体验提升，一方面要求系统降本，需要平衡功能和算力；

第四，功能持续升级迭代，随着域控推向市场，自动驾驶等级功能越来越高，解决自动驾驶长尾问题，就要求功能持续迭代升级；

第五，研发投入大，长期无法“结案”，过去随着整车的SOP，最多迭代一两版OTA，但是进入域控时代或未来的中央计算时代，研发的投入是非线性的一个指数，在量产后不能快速收敛，软件OTA在持续投入，带来长期无法结案的局面。

基于SOA软件架构，支持软件先行

图源：嘉宾演讲材料

基于这些挑战，东软睿驰提出了“软件先行”的概念，也就是考虑软件未来能够适配不同的芯片和硬件，无论是软件算法、应用，能否实现跨操作系统、跨平台，跨硬件芯片。

怎样才能做到软件先行？从软件架构的角度来剖析，通过基础软件及芯片厂商推出的工具链做到软硬分离，就是通过标准化的AUTOASAR、SOA软件，以及通用基础的中间件来搭配未来的功能应用演化，做到既能从硬件上隔离，还能从应用上隔离，使过去开发的上层内容无缝迁移到新的硬件平台、软件架构和应用上来；应用层是个性化应用开发，要求支持尽快适配不同的应用需求，以最小代价的投入开发；车云一体是为了服务的灵活迭代，包括处理长尾效应。

图源：演讲嘉宾材料

东软睿驰支持多域融合自动驾驶的SOA软件架构，与软件先行是相辅相成。域控的开发是封闭在一个控制器内，到中央计算时，整车上可能会有两到三块独立控制器，在底层软件上需要协同，如果在一个控制器内有一个或多个芯片，底层的数据打通要求就会更高。

随着整车不同车型的传感器、外围设备的变化，如何在整车视角上把数据打通，东软睿驰提出了NeuSARSF（ServiceFramework）也就是数据总线的概念，将控制器开发视角迁移到整车的开发视角。东软睿驰在基础功能域中间件上有自己的模块NeuSAR，可以实现在不同芯片上快速迁移。

总结来说，整个架构面向SOA的同时还要考虑信息安全和功能安全，包括自我进化及未来不断的功能扩展。这些都对今天的软件架构提出了很高的要求。

针对自动驾驶算法高性能、确定性和实时性等特点，东软睿驰自动驾驶专用中间件的不同模块帮助实现典型自动驾驶关键需求，构建高度智能和可靠的自动驾驶系统。

Framework：解决典型自动驾驶关键需求，如高可靠的实时调度、快速状态切换、功能快速启动（PDC、AVM等）、特殊模式的资源管理（长续航、哨兵等）；

EAL：解决典型智驾核心性能问题，如异构多核部署、内存/缓存使用策略、高效核间通信、传感器数据实时性及帧同步、调度方案优化、“零拷贝”机制；

Core：实现典型复杂系统可靠性，解决传感器故障检测及恢复、通信故障、系统故障、系统确定性等问题；

Module：通过开放接口的平台设计，提供标准化接口，算力、资源占用评估工具，数据采集与回放API，产线功能SDK以及全周期OTA方案，实现多方算法联合开发。

域控开发、中央计算开发都离不开功能安全设计，功能安全落地需要保障消费者利益、国家政策驱动、企业高质量开发、系统功能安全实施、风险量化与管控。所以在整套软件架构里，东软睿驰从软件的层面上剥离了跟硬件差异化需求，把软件共通的功能安全需求做成模块化，减少在新平台开发上的投入。

在信息安全方面，国家对信息安全有很高的要求，特别是数据脱敏。比如人脸脱敏、上传数据脱敏，所需要的运行控制器和算力是不同的。除此之外，还有路情监测、通讯安全等都有安全模块需要部署，东软睿驰做了很多能够跨平台的小型软件模块，能在未来快速开发域控，缩短成本投入和开发时间。

图源：嘉宾演讲材料

智能驾驶已经走到了规模化量产阶段，开发复杂度挑战越来越高，整个业界，无论是主机厂、tier1、tier2的支撑都是需要生态合作的。在这样的开发模式下，因为开发复杂度和协同性要求变高，就更需要统一的软件架构。基于此，东软睿驰在量产落地、开放拓展、信息功能安全和数据闭环上都做了预制中间件。

东软睿驰通过构建开放的智驾软件开发平台，面向生态伙伴开放的软件架构，通过数据驱动

机制打通上下游应用生态。

总结

图源：嘉宾演讲材料

东软睿驰在SOA软件架构方面做了很多产品实践，通过构建开放的智驾软件平台，东软睿驰自动驾驶业务可支撑L0～L3全系产品在一套软件架构中开发应用，包括驾驶员疲劳监测系统DMS产品，X-Cube系列L2级别智能前视摄像头，X-Box系列行泊一体域控制器，以及X-Center系列跨域集中式中央计算单元等。

东软睿驰打磨这样一套开放的SOA平台架构，其核心的目的是希望能够减少开发当中遇到的各种问题，能够在短周期内保质保量的保证产品上市，也希望能够赋能整个行业，在自动驾驶域控制器、中央计算开发挑战越来越多的情况下，帮助主机厂和合作伙伴们共同解决问题。

（以上内容来自东软睿驰副总经理刘威博士2023年5月18-19日在吉利2023智能汽车技术论坛—智能驾驶论坛发表的《SOA软件架构在智驾域控中的实践》主题演讲。）

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