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基于AUTOSAR构建面向智能网联汽车的基础软件系统

樵车 · 3,119 次浏览 时间：2022-09-07

AUTOSAR组织有一句话在行业内流传甚广，“标准上合作，产品上竞争”，即通过标准上的合作来提高整个产业的效率，形成规模化效应，降低产业成本；同时通过产品上的竞争更好地满足客户需求，为客户提供更丰富的选择。在十余年的发展历史中，普华基础软件正是践行着上述理念。

2022年8月5日，由盖世汽车、AUTOSAR组织联合主办的2022第三届软件定义汽车论坛暨AUTOSAR中国日活动中，普华基础软件市场与生态中心总经理罗青松聚焦面向智能网联汽车的基础软件系统，对电子电气架构的发展现状，宏观与微观层面的产业整体发展趋势、普华基础软件基于AUTOSAR标准发展的基础软件系统进行了详尽介绍。

普华基础软件市场与生态中心总经理罗青松

以下为演讲内容整理：

14年，专注基础软件产品研发与产业化应用

2008年，普华基础软件正式成立，是中国电科集团发展基础软件的重要平台。2009年，普华基础软件正式加入AUTOSAR组织，并确定了以开放标准为基础的技术核心路线，面向汽车电子基础软件及平台的发展方向。

当前，行业内和整车厂都期望基础软件供应商和开发工具供应商能实现软件的快速开发迭代，普华基础软件十余年来也遵循着这一发展路线。

图片来源：普华基础软件

2010年，普华基础软件发布了国内首个车用基础软件平台，于2010-2015年期间开始国产AUTOSAR基础软件产品的量产推广和应用，同时新的版本研发也在同步进行。2015年，基于前面的量产研发、研究应用推广以及升级，推出了CP 3.1.5量产版本。

2018年，普华基础软件发布了CP 4.2.2版本，此后也在继续迭代升级。结合智能网联汽车，像高级辅助驾驶、自动驾驶的发展，我们也是提前进行了在面向智能网联汽车，在AUTOSAR的技术分支，也就是自适应平台，这方面的技术提前研究，以及相应的开发，也是在2021年的时候发布了第一版本的AUTOSAR自适应平台。今年我们完成了R20-11版本的功能开发，正在和客户群体进行市场推广和量产研发合作。结合信息产业、网络产业的发展，普华基础软件也正逐步推动服务器操作系统以及云操作、云平台的发展。

基于通用基础软件和汽车基础软件“两条腿走路”的方式，面向智能网联汽车时代，普华基础软件凭借在桌面、服务器以及虚拟化和云操作系统的产品和能力积累，以及十多年在车用高安全和高实时的基础软件平台产品的研发、研究和推广应用经验，符合AUTOSAR平台高算力、高平台的智能驾驶平台开发对能力的需求。

在十余年的发展中，普华基础软件见证了AUTOSAR标准的发展，同时也见证了汽车电子电气架构从最早的分布式到域集中再到中央集中趋势的发展，更是见证了中国汽车电子行业从电控到SDV时代弯道超车的发展。普华基础软件作为基础软件供应商，一直参与着行业的发展过程。

普华基础软件基于AUTOSAR技术路线的实践思考

产业的整体发展趋势已经是老生常谈，我们可以分别从宏观和微观角度来看。

在电子电气架构的宏观层面，国内许多整车厂基于技术演进路线提出了体现自己技术特性的域集中、跨域集中、中央集中甚至是车云一体架构。

图片来源：普华基础软件

电子电气架构背后的发展过程如同人类的进化过程。在最早的分布式架构时代，车辆的运动需要有驾驶员的参与实现感知、控制，彼时汽车电子系统逐渐开始采用电控系统代替传统机械和液压系统，并对感知执行系统进行了智能化升级。

随着芯片的算力提升，人类的职能和义务更多地转移到车上，原先由驾驶员执行的功能开始交由电子系统和智能系统执行，因此汽车电子的功能和职能越来越丰富，ECU也从最早的几十个达到了近100个，域控制器的线束也越来越多。随着功能越来越复杂，原先的分布式系统已难以满足迭代的速度和需求，因此逐步发展至域集中、跨域集中甚至中央集中架构。

无论怎么发展，汽车的系统要有完整的系统，就像人之所以是完整的人，除了有大脑、小脑和脑干，还得有经脉，所以宏观层面上会呈现出集中，这样的架构一定是综合成本、计算、性能、实施等方面的均衡体。

图片来源：普华基础软件

微观层面可以从芯片的角度来看。2008年-2009年，软件运行载体以8位、16位的芯片居多，而现在芯片发展至最多32位。最初MCU主要为单核结构，已足以支撑简单功能的运行。

伴随着集中架构的发展，当功能执行越来越多地从驾驶员转移到车辆的智能系统后，单核的运算能力已难以支撑，因此芯片也逐渐出现了多核结构。

总体而言，无论是宏观还是微观层面的集中，汽车作为智能移动终端以及数字化的生活空间，从系统功能角度总是高实时、高安全与较低实时、较低安全并存。AUTOSAR基础软件架构正是包含了对安全实时和高算力低实时两方面的覆盖，而普华基础软件以AUTOSAR技术路线为核心基石，持续为智能网联汽车赋能。

AUTOSAR技术路线成重要趋势，CP与AP互补共存

图片来源：普华基础软件

从智能网联汽车的整体系统功能划分来看，一个完整的辅助驾驶或自动驾驶系统，车端功能至少包含车控系统、智能座舱域、ADAS/AD域三个方面。

面向智能网联汽车时代，无论是现在还是未来，只有高安全、高实时的操作系统还远远不够。除了安全实时车控，还需有更多智能和多模态交互功能。因此，AP和CP互补才能真正实现智能驾驶系统在感知、决策、系统、执行方面的闭环。

传统的CP时代，AUTOSAR架构主要面向实时车控，AUTOSAR Classic Platform很好地支持和满足了对高实时高安全的车辆控制软件架构需求。其后AUTOSAR Adaptive Platform则面向高性能计算平台，架构与功能日趋完整与完善，为智能驾驶提供基础架构，并更多考虑到车内交互。

AUTOSAR代表了基础软件的一部分，但不是全部。作为完整的基础软件，我们需要基于AUTOSAR核心的基础路线，去面向整个行业的发展需要，超越或者扩展、推动AUTOSAR的发展，最终形成完整的软硬分离的基础软件平台。

图片来源：普华基础软件

AUTOSAR除了接口、架构，另一重要方面就是方法论、方法学。从系统创新角度，需要基于AUTOSAR的方法论、方法学以及工具前提，支撑整车厂进行产品差异化的发展和实践，并提供统一的方法论或工具链。

到目前为止AUTOSAR已经经历了AP和CP的发展，同时在AP和CP的基础上，又进一步继承完整数据模型、方法论以及开发流程，最终形成更抽象系统的设计。基于抽象系统设计的模型和方法论与工具链，最终可以为整车系统上层的基于基础软件架构以及硬件无关进行系统设计与功能创新，助力智能网联汽车真正实现千人千面，以及软件定义汽车的实现。

AUTOSAR助力软件定义汽车模式落地

AUTOSAR发展多年来，伴随着车载网络出现，响应智能驾驶和智能网联的需要，又见证与支持了车载以太网的发展，并基于V2X，支撑汽车最终成为智能移动终端，与数字社会、数字生活进行融合。

在AUTOSAR组织中，普华基础软件作为高级合作伙伴积极参与相关标准的讨论，提供工作支持。AUTOSAR始终持续跟进和关注国际新技术进展，其软件架构和功能也在随之更新。如在智能驾驶领域传感器以及融合算法的数据交互方面，结合ISO 23150标准，AUTOSAR基于AP面向服务架构，及时地对相应的数据通信标准进行支撑。当ISO 23150于2021年5月升级为国际标准时，普华基础软件开发的AP R20-11版本也正式发布，实现了数据通信的标准化。

图片来源：普华基础软件

随着中国越来越多AUTOSAR合作伙伴与高级合作伙伴的参与，中国的市场与本土技术发展也对AUTOSAR的标准架构和功能产生了重要影响。除了在新能源市场弯道超车，国产智能网联汽车正逐步发展并引领市场。在车联网方面，中国的行业标准也在国际标准中处于领先地位。基于先进的通信技术，中国面向C-V2X的车联网的网络层、信息层及安全管理率先推出行业标准，AUTOSAR也正积极跟进中国在这一方向的研究，并提供相应的功能实现和架构支撑。

图片来源：普华基础软件

在智能网联汽车时代与软件定义汽车时代，从交钥匙的那一刻起，智能网联汽车的创新、升级刚刚开始。其中，软件升级就是很重要的一个部分。

在分布式架构时代，软件升级需通过车载OBD接口逐一进行升级；而智能网联汽车时代的升级则以整车、整个系统为单位，升级过程中整个系统相互关联、密不可分。AUTOSAR经过多年发展，正如普华基础软件的产品布局，能从整体车端系统实现对整车升级的架构支持。普华基础软件结合通用软件和车用软件，加之工具链的加持，能够完全覆盖整车未来的OTA升级架构和产品。

图片来源：普华基础软件

除了功能安全，在智能网联时代信息安全、网络安全都是无法回避的话题。安全的角度一方面是防护，另外一方面是检测，并且进行相应的处理、升级。AUTOSAR的架构功能中，检测系统是一大重点。在检测期间，CP、AP能根据相应的硬件支持，以及提供加密解密、基础功能管理和模块支持，从而实现在通信和交付过程中的数据安全和网络安全。

所有检测到以及处理和反映的安全活动信息，最终需通过V2X上传到后台系统，并于后台系统运用数字孪生技术和云计算、大数据计算能力，对安全事件及其处理逻辑进行分析、优化，最终通过OTA的方式，将相应的软件、数据以及处理规则升级到车端，形成良性循环，确保车辆系统和驾乘人员的安全。