隨著汽車電子行業的迅猛發展，高級別的智能駕駛技術對軟件架構的靈活性和可復用性有了更高的要求。面向服務的體系架構（Service-Oriented Architecture， SOA）因具有基于標準、松耦合性、互操作性等優勢，更加貼近智能網聯化時代車載系統對軟件架構的要求，從而被汽車行業廣泛采用。

一、面向服務的設計原則與戰略目標

01

面向服務的設計原則與約束

標準化服務契約原則

服務松耦合原則

服務抽象原則

服務可重用性原則

服務自治性原則

服務無狀態原則

服務可發現原則

服務可組合性原則

02

面向服務的戰略目標

提升本征互操作性

增強聯合

增加供應商多元化選擇

同步提升業務和技術對齊

提高投資回報率

提高組織的業務敏捷性

降低研發成本

圖 １通過應用面向服務的原則實現面向服務技術的戰略目標

二、SOA軟件架構在自動駕駛領域的應用

因汽車智能網聯化的需求，尤其是自動駕駛系統研發應用的需要，SOA受到汽車行業的廣泛關注，車載SOA軟件架構開始在汽車行業興起。2010年，以寶馬、大眾為首的歐、美、日汽車產業巨頭便開始車載SOA軟件架構技術的研究工作，形成一定的理論基礎和實踐成果，并對傳統汽車電子系統進行革命性創新。 車載SOA軟件架構技術落地的支持工具和技術基礎是中間件平臺，Adaptive AutoSAR平臺則是采用SOA方法論，進行自適應軟件產品的開發，是一套包括服務設計、開發、部署在內的復雜工作流程。 換言之，Adaptive AutoSAR平臺即為一個面向服務的車載軟件架構。接下來，本節將對基于Adaptive AutoSAR平臺的功能軟件開發流程的核心步驟——“服務設計”進行介紹。

01

服務接口設計

面向服務架構的核心是服務，服務是通過定義的接口提供有用的功能，因此首先需要進行服務接口的設計。服務接口的設計包含以下幾個方面：

服務ID——服務ID需全局唯一。

消息數據類型 —— 定義服務間交互的數據結構。

服務通信方式 ——Adaptive AutoSAR支持服務間使用 Event、Method、Field三種通信方式。

服務通信協議 —— 車載領域一般采用的通信協議有SOME/IP、DDS兩種。

02

軟件組件（SWC）設計

Adaptive AutoSAR應用軟件開發主要從軟件組件設計開始，軟件組件是定義一個應用模型，然后為模型賦予可執行性，最后為進程關聯可執行文件，部署在指定的設備上。軟件組件是通過應用收發端口（Required Port/Provided Port）來定義，每個應用端口實現一個服務接口。軟件組件的設計包括以下兩個方面：

Application SW

定義收發端口（Port），對應引用服務接口所定義的服務。

Executable

定義可執行文件的基本屬性，引用Application SW配置。

03

“機器”（Machine）設計

Adaptive AutoSAR平臺引入了“機器”的概念，“機器”是一個可部署軟件的實體。它可以是真實存在的處理器，也可以是一個虛擬機，Adaptive AutoSAR平臺軟件則運行在某一特定的“機器”上。Machine的設計包括以下幾個方面：

通信結構——定義Machine上所有的網絡端點、服務發現地址與端口號。

物理資源用量——CPU利用率、內存利用率等。

04

服務實例設計

已設計好服務接口，則可設計服務接口的實例，服務實例的設計包括以下幾個方面：

服務提供者—— 具有提供服務功能的特定角色的服務實例，依據定義的服務接口提供服務，以不同的InstanceID區分實例。

服務消費者——具有使用服務功能的特定角色的服務實例，需確保從服務提供者獲取定義的服務接口，以不同的InstanceID區分實例。?

服務實例的映射——設計服務實例到Machine的映射以及服務實例到端口（Port）的映射。

05

進程（Process）設計

進程（Process）表示可執行程序在機器上加載運行的實例，Process的設計包括以下幾個方面：

進程基本參數——定義對應的可執行程序，并指定運行的Machine。

啟動管理——定義進程啟動方式、啟動優先級以及啟動依賴。

目前，已有軟件供應商提供了Adaptive AutoSAR中間件的開發工具（如Vector-MICROSAR，華為-MDC），可對服務設計項進行配置，并可輸出arxml格式文件導入工具鏈生成代碼。Arxml文件格式如下圖（以服務接口為例）：

圖 2?服務接口配置文件示例

三、SOA軟件架構的不足

雖然目前SOA發展得如火如荼，但其應用于汽車領域還存在許多待改進的地方，主要體現在性能、安全性以及服務的顆粒度標準三個方面。

01

性能低

性能是SOA架構最遭人們詬病的地方，SOA架構的性能低主要是由于SOA的分布性質以及服務協議的開銷。因為受到網絡的制約，分布式系統的性能都會稍低于獨立式系統。

02

安全性不強

安全問題在任何行業一直都受到足夠的重視，由于SOA架構的松耦合性，當服務端對客戶端提供服務時，其很難保證數據不被竊取和篡改，因而SOA架構的安全性也難免讓人們擔憂。

03

?服務的顆粒度標準難定

所謂的服務顆粒度問題其實就是服務的“大小”問題。目前，服務的“大小”都是根據我們的經驗來決定，因此要真正實現標準化組件，還有很長的路要走。

四、SOA在汽車領域的前景與展望

軟件架構技術為行業共性技術，屬于研發共性技術，一直以來國內缺乏行業協同機制和共性平臺的研究，從而使軟件架構技術發展緩慢。如今，國內的汽車行業企業，如一汽、東風、上汽、華為、東軟等主要OEM或供應商，也意識到SOA軟件架構的重要性，也開始對車載SOA軟件架構技術進行研究，努力尋找自主解決方案。 未來，國家智能網聯汽車創新中心將聯合更廣泛的創新力量，針對共性基礎技術攻關，著力構建汽車開發者生態，保障車載SOA軟件架構技術規范的開發。

編輯：黃飛