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基于SOA理念的ADAS/AD操作系统架构

车生活

日前,在盖世汽车与AUTOSAR联合主办的2022第三届软件定义汽车论坛暨AUTOSAR中国日上,CAICV基础软件工作组主席,国家汽车智能控制AMP创始人兼CEOCTO尚进聚焦软件定义汽车模式,详细介绍了智能网联汽车的发展趋势和基于SOA理念的全新ADAS/AD操作系统架构。针对中国的需求如何在AUTOSAR AP的发展中发挥更大的作用,尚进表示:中国的一定是世界的,世界的中国一定会欢迎!

CAICV基础软件工作组主席,AMP,国家汽车智能控制创始人兼CEO首席技术官尚进

组织以下演讲内容:

软件定义的核心一方面是架构,另一方面是基础软件为了实现软件定义,需要软解耦,即基本软件和应用的分层这涉及到如何降低支持硬件的平台和更好地升级应用程序

今天的内容分为三个方面,第一是智能网联汽车的背景,第二是中国推动的一系列新标准和行业实践及其与AUTOSARAP的对比,第三是数据安全和汽车云计算的基础服务。

智能网联汽车的发展趋势

基础软件行业有一句话,缺核心,缺核心在智能网联汽车领域,如果智能网联汽车的核心不直接起到支持自动驾驶和域控制器的作用,就不能称之为核心另外,在信息安全,数据安全,道路云,云计算架构等智能网联汽车的关键问题中,如果基础软件不行,那就不能称之为核心

在基础软件中,通信和实时性非常重要,需要进一步扩展如果基础软件不与智能网联汽车应用相结合,或者不包含在应用共性中,那么软件定义仍将任重道远

今天,我们很少谈论云计算,但我们谈论架构车辆操作系统分为车载和车控,车载是驾驶舱,车控分为两部分,一部分是域控制下的智能驾驶操作系统,一部分是基于AUTOSARCP框架的传统安全操作系统这里讨论智能驾驶操作系统这也正是因为我们在考虑AUTOSARAP,包括CP,AP+CP标准为了实现自动驾驶的落地,如何进行整体框架

此前AUTOSARCP已经全面耦合了硬件,但目前域控制器是多核异构的,逐渐呈现硬件平台化和软硬件解耦的趋势软硬解耦不代表软硬件没有关系,但带来的是软硬优化

换句话说,平台需要支持不同的芯片架构在不同芯片制造商生产的架构中,芯片组成和芯片数量可能不同这种差异体现在平台支持上,需要实现应用的解耦事实上,这并不是一件容易的事情基础软件应该如何实现软解耦,帮助OEM厂商开发应用毫无疑问要提取共性

另外,无论谈什么,都离不开驾驶规则什么是驾驶规则高实时性,高安全性,高可扩展性和高安全性比如安全监控,如何保证SOC和MCU中可靠的冗余和安全,如何解决系统中的bug保证系统方案,都属于基础软件的框架

新ADAS/AD架构:中国需求如何对AP做出贡献。

对比AP和CP架构,可以发现两者有明显的区别虽然AP适用于复杂硬件等不同情况但是L2辅助驾驶和L3,L4自动驾驶的功能没有体现出来

这是中国汽车的智能驾驶操作系统ICVOS,是智能驾驶全栈操作系统的基础软件可以看出,在定义整体框架时,底层是异构硬件平台,支持多种不同的传感器,执行器,硬件计算单元和不同的车辆平台系统软件定义为内核和中间件作为操作系统的内核,它可以提供基本的操作系统服务,如功能调度,文件系统,内存,接口等中间件提供高性能的数据通信和服务软件层主要基于AUTOSARAP和CP的框架,其中自动驾驶领域分为计算领域,SOC和MCU上层是功能软件

从基础软件或系统的角度来看,呈现大CPU,多芯片的特点这种体系结构为CPU中跨节点和芯片的实时,可靠和同声传译的基本功能提供了一些支持

再往上,应用层的自动驾驶,V2X,HMI这些基础软件如何支撑根据我们定义的功能软件,可以分为三个部分:数据抽象,数据流框架和算法库其实这些都是为了实现两件事,一是高实时性和高安全性,二是如何支持应用的软分离,如何支持OEM厂商的差异化和定制化功能,同时能够高效开发,支持硬件平台的高效平滑切换,这些都将通过基础软件来实现

软件定义绕不开一件事所有的制造商和供应链都帮助OEM厂商超越特斯拉特斯拉的法宝是什么最近提到软件,也提到OTA什么是OTA,怎么做首先需要集中开发,这样功能才能高效迭代此外,整个产品必须分为硬件,超级系统和应用形式

OTA更新其实是在应用层,软件修改任何一行代码没有人能保证不经过测试,但是一个好的架构可以保证这就是为什么在智能汽车时代,软件定义一切,基础软件的价值是第一位的,但这不是代码的价值,而是架构的价值

在自动驾驶中,要对数据进行输入,感知,整合,规划和控制它属于一个流动系统,而不是一个协作系统我们常说,智能网联汽车的革命始于自动驾驶,但不会止于自动驾驶自动驾驶从L2,L3级别发展到最后没有方向盘会进入平台期,这个时候离我们还很远但是智能汽车的发展会止步于此吗AUTOSAR,基础软件,会止步于自动驾驶吗当然不是

我们以自动驾驶为抓手,推动域控制架构和硬件操作系统的开发,升级基础软件的架构,服务应用同时,我们期待AUTOSAR进一步拓展自动驾驶,继续为领域控制的发展做出贡献,其中首先是基础软件

与AUTOSAR AP的比较

这是我们和AUTOSARAP的对比在系统软件层,我们可以看到AUTOSARAP的很多框架概念的进一步发展,仍然是围绕AUTOSAR的内核,进一步扩展软件,提供更多的算法,数据安全等服务

毫无疑问,数据安全的实现主要基于软件,其次是自动驾驶但是没有AUTOSAR标准,供应商能怎么办如何理解中国数据安全的接入如何将数据安全的功能与基础软件在高实时性和高可靠性上结合起来目前,我们正在与AUTOSAR积极讨论,希望进一步推动相关产品和标准的实施

总的来说,我们的方案和AP相比,从底层来说基本相同,在功能软件上做了进一步的扩展在实时数据流处理部分,要有向上开发的接口,类似于现在的标准接口它将更加强调SOA,提供基本的软件输出服务,并提供自动驾驶和V2X配置服务这不仅是中国的标准,也是第一个工业实践什么是中国标准和中国方案先在中国落地,然后进一步配套整个行业,而不是独一无二,这是中国人的方案

新方案落地实践

在这次中国电动汽车百人会上,汽车行业的两位最高领导人提到了自动汽车的三大技术,即操作系统,数据安全和陆云或云计算。

这是我们行业落地的一个案例,我们相当于搭建了主机厂的操作系统在这个产业链上,很多同行觉得我们是在和客户竞争要解决这个问题,就会涉及到如何建立新的产业链在操作系统和应用上,应用是主机厂的天下,连操作系统的基础软件都需要和主机厂共建图中的绿色部分是我们与OEM客户一起完成的应用程序开发

这是和另一家OEM的合作,可以看出它的自主能力很强整体架构差不多,但是在基础软件部分,OEM厂商的参与度非常高

我们经常和OEM厂商合作,形成OEM厂商基于国标架构的车控OS但同样的架构,除了智能控制的核心贡献,主机厂会根据不同的能力做出不同的贡献在工业实践中,我们也发现AUTOSARCP始终是不可或缺的一部分我们在传统控制器的框架中保留了AP和CP的框架,基于CP框架进行开发,这也是OEM厂商可以开发应用的原因

中国的一定是世界的,世界的中国也一定会欢迎

数据安全和汽车云计算其实和基础软件有很强的关联数据安全离不开自动驾驶最大的数据在自动驾驶领域,最大的数据处理能力也在自动驾驶领域虽然国家提出了数据安全接入,但是我们OEM问了一个关键问题,产品在哪里其实现在还没有正式的产品

另外,自动驾驶领域一定会给数据安全带来很好的反馈,更好的辅助监管例如,所有在感知,集成和规划后生成的新数据都应该用数据安全来管理真正的市场一定是基础软件发展产生的新东西,比如自动驾驶的数据安全作为基础软件的重要补充,既是市场的需要,也是技术和架构的挑战我相信AUTOSAR会在这方面不断丰富和拓展,中国也会积极参与其中,甚至希望引领

软件定义模型当然会产生价值,但不只是嘴上说说,而是要思考如何在商业模式中实现比如如何提供几年的服务,如何提供软件升级,如何实现数据安全的数据库,都是我们需要思考的事情这与应用程序设计和共享框架密不可分

最后,汽车,陆云最近我们提到了陆贽OS,它实际上是汽车控制OS的扩展什么是汽车,陆云中国大概有2000多万辆乘用车,但是15万人民币以下的占50%,7—8万人民币以下的占30%—40%其实这些车从一开始就不会被软件定义在软件定义的时代,软件更新的速度远超硬件,但车辆几乎不可能嵌入硬件那么如何升级软件呢云计算,这是我们正在推广的

在我们前面演示的车对车协作和车云协作中,同样的基础软件运行在单车和10公里内的机房,同时运行在距离20米的另一辆车上,通过感知规划控制进行协作计算实现10毫秒到20毫秒之间的跨平台通信,这是我们想象的,从EE架构延伸到单车物理边界

现在很多人都是提货单车智能化,联网赋能目前中国的网联路线还是自行车智能,但这里的车是虚拟车什么是虚拟汽车硬件可以扩展,OS基础软件是统一的基础软件,像云计算一样在不同的平台上使用这就是云计算的EE架构

最后,软件定义是一个激动人心的时刻,但是如何让它成为现实呢我们在软件的定义上还是要借鉴其他行业的做法,和创新结合起来可是,中国计划不是中国独有的,也是为了促进AUTOSAR组织乃至全球行业的发展毫无疑问,我们应该与AUTOSAR保持密切合作中国的一定是世界的,世界的中国也一定会欢迎

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来自: 车友邦网