2022年11月8日-10日，由中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)主辦的第12屆中國(guó)汽車論壇在上海嘉定舉辦。作為黨的“二十大”召開后的汽車行業(yè)首場(chǎng)盛會(huì)，本屆論壇以“聚力行穩(wěn) 蓄勢(shì)新程”為主題，共設(shè)置“1場(chǎng)閉門峰會(huì)+1個(gè)大會(huì)論壇+16個(gè)主題論壇”，以汽車產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展為主線，與行業(yè)精英一起貫徹新精神，研判新形勢(shì)，共商新舉措。其中，在11月10日下午舉辦的“主題論壇12：跨界融合，賦能自動(dòng)駕駛落地”上，東軟睿馳副總經(jīng)理劉威通過(guò)視頻發(fā)表精彩演講。 感謝中汽協(xié)的邀請(qǐng)，有幸參加2022中國(guó)汽車論壇，我是來(lái)自東軟睿馳汽車技術(shù)上海有限公司的劉威，很高興有機(jī)會(huì)與各位同行、專家分享交流。

我今天演講的題目是“基于開放SOA架構(gòu)的自動(dòng)駕駛域控制器”。

在介紹自動(dòng)駕駛域控制器之前，我們先看一看自動(dòng)駕駛行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

從整車的E/E架構(gòu)看，逐漸朝著域控化在發(fā)展。過(guò)去我們可以看到傳統(tǒng)的汽車上有上百個(gè)ECU完成一些汽車的功能。現(xiàn)在開始逐漸轉(zhuǎn)向三個(gè)域控，向自動(dòng)駕駛，智能座艙、底盤動(dòng)力進(jìn)化，未來(lái)也會(huì)進(jìn)化到艙駕一體，中央計(jì)算單元。

從軟件架構(gòu)的演進(jìn)來(lái)看，由原來(lái)單體式架構(gòu)、分布式架構(gòu)逐漸向SOA和微服務(wù)架構(gòu)演進(jìn)。

單體式架構(gòu)是傳統(tǒng)汽車常見(jiàn)的一種架構(gòu)，按照不同的硬件形態(tài)單獨(dú)定制而成，有其專有的軟件架構(gòu)，更多是面向過(guò)程、滿足單一的功能。隨著汽車集中化的程度逐漸提升，單體式架構(gòu)已經(jīng)無(wú)法滿足多功能集成開發(fā)以及靈活部署的需求，因此，過(guò)渡到面向?qū)ο蟮姆植际郊軜?gòu)，也稱垂直式架構(gòu)。未來(lái)，隨著在中央計(jì)算單元的發(fā)展，為了滿足車輛SOP后還能夠靈活方便地提供更多的新功能服務(wù)，軟件架構(gòu)又開始向SOA架構(gòu)以及微服務(wù)架構(gòu)進(jìn)行演變。

那么從整車智能化的需求來(lái)看，傳感器在逐漸地升級(jí)，我們可以看到從自動(dòng)駕駛的等級(jí)來(lái)看，包括自動(dòng)駕駛的L1級(jí)別一直到L5級(jí)別，隨著自動(dòng)駕駛等級(jí)的不同，傳感器的配置的數(shù)量、配置的方案也在發(fā)生變化，最多的到了L4、L5級(jí)之后，整車的傳感器已經(jīng)進(jìn)化到30-40個(gè)之多。

從自動(dòng)駕駛的技術(shù)需求來(lái)看，它仍然處在不斷的變化當(dāng)中，我們這里面可以看出幾個(gè)重要的變化點(diǎn)。從傳感器的變化來(lái)看，過(guò)去的行車和泊車的傳感器是分離的，我們看到越來(lái)越多的高等級(jí)自動(dòng)駕駛當(dāng)中，行車和泊車的傳感器的分工已經(jīng)逐漸模糊化。在行車的時(shí)候，泊車的傳感器也在發(fā)揮著作用。那么傳感器功能泛化已經(jīng)逐漸成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

另外，從開發(fā)形態(tài)上來(lái)看，過(guò)去軟硬一體的提供整體解決方案的產(chǎn)品，逐漸過(guò)渡到大域控、中央計(jì)算的軟硬分離的開發(fā)方式。未來(lái)，軟硬分離成為未來(lái)整個(gè)開發(fā)的發(fā)展趨勢(shì)。從功能分布來(lái)看，正在向集中式進(jìn)行整合，過(guò)去的這種分布式的功能單元已經(jīng)逐漸被整合到域控、中央計(jì)算當(dāng)中去。

從供應(yīng)商和主機(jī)廠的合作模式來(lái)看，也存在著不斷變化演進(jìn)的趨勢(shì)。尤其是從過(guò)去的黑盒、封閉式開發(fā)轉(zhuǎn)向白盒或者灰盒開放式開發(fā)方式。由過(guò)去一個(gè)供應(yīng)商、兩個(gè)供應(yīng)商合作完成的一個(gè)產(chǎn)品，逐漸變成一個(gè)由多個(gè)功能商協(xié)同提供不同功能的方式來(lái)進(jìn)行開發(fā)。

從數(shù)據(jù)的方式來(lái)看，過(guò)去因?yàn)楹苌偕蟼饕恍?shù)據(jù)，最多就是一些觸發(fā)數(shù)據(jù)，像EDR數(shù)據(jù)存到云端，為功能的使用提供一些輔助。實(shí)際上我們可以看到隨著自動(dòng)駕駛功能等級(jí)的提高，越來(lái)越多的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的開發(fā)方式逐漸演變成為一種新的開發(fā)方式。在這里面也凸顯了一種新的需求，在這里面就是信息安全的需求以及功能安全的需求，包括數(shù)據(jù)脫敏，包括OTA這樣一些新的安全的需求應(yīng)運(yùn)而生。

除此之外，我們可以看到自動(dòng)駕駛的域控制器隨著功能等級(jí)的提高，它的算力也在逐步地提高。從過(guò)去的幾TOPS到幾十TOPS，甚至現(xiàn)在的幾百TOPS、上千TOPS，越來(lái)越多的域控制器需要通過(guò)多核異構(gòu)的方式來(lái)提供這么大的算力、來(lái)支持這些復(fù)雜度越來(lái)越高的功能。因此，控制器的開發(fā)的難度也陡然而升。

從自動(dòng)駕駛開發(fā)模式，我們可以看到越來(lái)越多的變革開始出現(xiàn)。OEM過(guò)去都是提供需求，由供應(yīng)商來(lái)完成功能和產(chǎn)品的開發(fā)，現(xiàn)在可以看到越來(lái)越多的主機(jī)廠在自建軟件的能力，來(lái)參與整個(gè)產(chǎn)品的前期設(shè)計(jì)，多方聯(lián)合開發(fā)的方式正在改變整個(gè)汽車生態(tài)圈的面貌。

我們可以看到過(guò)去是屬于典型的平面式開發(fā)，各個(gè)功能硬件都是獨(dú)立開發(fā)的。基于信號(hào)的架構(gòu)在設(shè)計(jì)之初已經(jīng)鎖定了，但是實(shí)際上我們可以看到今天越來(lái)越多的行泊一體，艙駕一體新的產(chǎn)品形態(tài)，越來(lái)越多地采用立體式的開發(fā)，分層次、橫向打通軟件架構(gòu)。同時(shí)，面向服務(wù)來(lái)進(jìn)行靈活的拓展和部署，過(guò)去的單一的ECU現(xiàn)在越來(lái)越多地被集成的ECU取代，從底層的軟件到中間件，到上面的功能應(yīng)用，分層的方式越來(lái)越明顯。

尤其是面向中央計(jì)算的時(shí)候，越來(lái)越復(fù)雜的功能和應(yīng)用解耦，多維立體式的開發(fā)也成為未來(lái)明顯的發(fā)展趨勢(shì)。

最近兩年大家在談軟件定義汽車模式，實(shí)際上我們可以看到汽車消費(fèi)市場(chǎng)的需求量不斷推動(dòng)軟件定義汽車SDV轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)為消費(fèi)者提供更多、更好的多元化的智能體驗(yàn)。智能化的體驗(yàn)的落地是需要一個(gè)開放持續(xù)迭代的SOA架構(gòu)，這樣一個(gè)架構(gòu)在實(shí)施軟硬分離的同時(shí)，也能夠?yàn)榍懊嬷v的全新合作開發(fā)模式來(lái)提供一個(gè)實(shí)施基礎(chǔ)。

一個(gè)典型的軟件定義汽車的SOA架構(gòu)可以看到，從下往上，硬件到適配廠實(shí)現(xiàn)軟硬分離，來(lái)區(qū)隔不同硬件的差異化。在上面有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的AUTOSAR軟件，在上面是一個(gè)通用的基礎(chǔ)的中間件來(lái)支撐不同的功能域的開發(fā)，上面是功能域的中間件，來(lái)屏蔽不同功能應(yīng)用的一些差異化的開發(fā)。在最上層可以支持服務(wù)和靈活迭代的業(yè)務(wù)層，這里面包括自動(dòng)駕駛、車控、座艙的應(yīng)用，這個(gè)也是主機(jī)廠來(lái)吸引終端用戶很重要的個(gè)性化、差異化的應(yīng)用開發(fā)層。

這里面我們也總結(jié)了一些開放的SOA架構(gòu)的特性。包括SOA化，這里面我們提到不同的通信、共享設(shè)計(jì)、組件來(lái)實(shí)現(xiàn)軟硬分離。這里有一個(gè)自進(jìn)化，滿足功能安全和信息安全要求的架構(gòu)。同時(shí)，它應(yīng)該是可實(shí)現(xiàn)端云聯(lián)動(dòng)，支持跨域，包括域內(nèi)、跨域的集成式的架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同服務(wù)的發(fā)布與訂閱。

從前面介紹的趨勢(shì)和需求來(lái)看，一個(gè)好的自動(dòng)駕駛域控制器的架構(gòu)應(yīng)該是安全、軟硬分離、面向服務(wù)、開放的，應(yīng)該是面向開發(fā)者的，能夠?qū)崿F(xiàn)自我進(jìn)化，實(shí)現(xiàn)傳感器多功能泛化的。

這里面介紹一下東軟睿馳自動(dòng)駕駛SOA軟件架構(gòu)。

整個(gè)架構(gòu)分為三個(gè)層次，硬件層、軟件平臺(tái)層、服務(wù)應(yīng)用層。

我們通過(guò)NeuSAR來(lái)實(shí)現(xiàn)軟硬分離，通過(guò)服務(wù)應(yīng)用層來(lái)提供服務(wù)APP，通過(guò)配置的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)傳感器服務(wù)、自動(dòng)駕駛服務(wù)、視頻的服務(wù)以及場(chǎng)景的服務(wù)。其中場(chǎng)景的服務(wù)是用于自我進(jìn)化的，內(nèi)嵌的一些corner case的模式自動(dòng)駕駛數(shù)據(jù)收集機(jī)制來(lái)處理長(zhǎng)尾問(wèn)題。

在軟件平臺(tái)層我們采用面向服務(wù)的思想，封裝各種組合服務(wù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)操作系統(tǒng)，跨車型的操控。這里面我們可以看到典型的括framework、Core、Module、EAL這樣一些功能模塊，同時(shí)我們也提供了信息安全的模塊，包括安全的啟動(dòng)這樣一些模塊。

我們逐步介紹一下整個(gè)的平臺(tái)層里面的自動(dòng)駕駛的專用中間件。

像framework主要是負(fù)責(zé)為service APP和module提供一些運(yùn)行環(huán)境，負(fù)責(zé)實(shí)體間通信，包括一些服務(wù)的管理，module的管理，故障的管理，模式切換的管理等等。

EAL自動(dòng)駕駛的專用中間件，這里面封裝了一些底層的環(huán)境，包括底層的硬件，操作系統(tǒng)、整車的環(huán)境以及云端的互聯(lián)，因?yàn)檫@些東西是有差異化的，不同的車型，不同的主機(jī)廠可能采用不同的操作系統(tǒng)、整車環(huán)境，通過(guò)我們EAL的封裝來(lái)提供服務(wù)，從而保證更好地實(shí)現(xiàn)軟硬分離。

在Core模塊，我們實(shí)際上是來(lái)為一些通用的服務(wù)定義一些真正地為我們外部環(huán)境和部署的結(jié)構(gòu)，同時(shí)提供自動(dòng)駕駛系統(tǒng)通用的功能，通用的功能包括資源的管理、坐標(biāo)的變換， AI和高性能的處理，包括一些ADAS的工程。在ADAS的工程里面同時(shí)包括數(shù)據(jù)記錄的管理、診斷服務(wù)的一些管理等等。

除此之外，我們?cè)趍odule模塊也提供了一些自動(dòng)駕駛開發(fā)的基礎(chǔ)模塊，包括像感知、地圖定位、規(guī)劃、控制。我們提供了不同的開發(fā)工具、產(chǎn)品以及售后服務(wù)的一些套件，能夠幫助我們開發(fā)者更集中精力去做一些應(yīng)用層的開發(fā)。

同時(shí)我們還提供了兩種不同的架構(gòu)，一個(gè)是輕量級(jí)的，對(duì)于功能相對(duì)簡(jiǎn)單，成本敏感的用戶，采用左邊的輕量級(jí)的架構(gòu)，我們?cè)谟蚩貎?nèi)部整合了通信方式，來(lái)形成以數(shù)據(jù)流為核心的軟件架構(gòu)。在域外去進(jìn)行通信的時(shí)候，我們可以采用SOME/IP的方式，像我們跟座艙、BCM、T-BOX的通信都是可以走SOME/IP。

我們內(nèi)部整合了多種通信方式，也能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)提供者的解耦，數(shù)據(jù)使用者不用關(guān)心數(shù)據(jù)是誰(shuí)提供的，也不用關(guān)心是哪種通信方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，只要使用它的數(shù)據(jù)就可以了。我們封裝了一些感知定位的算法，也做了一些服務(wù)，來(lái)便于升級(jí)和替換。整車域一體的架構(gòu)，按照云端下發(fā)的規(guī)則，通過(guò)觸發(fā)器來(lái)觸發(fā)，按需來(lái)進(jìn)行上傳數(shù)據(jù)。

另外，我們針對(duì)一些功能復(fù)雜，自動(dòng)駕駛等級(jí)更高的域控，我們可以采用右邊可靠性更高的架構(gòu)。對(duì)外，我們支持SOME/IP、DDS兩種協(xié)議，可以根據(jù)整個(gè)的需要進(jìn)行配置，對(duì)內(nèi)，采用了DDS來(lái)提供更好的數(shù)據(jù)服務(wù)質(zhì)量，來(lái)滿足自動(dòng)駕駛復(fù)雜的場(chǎng)景的需求。我們通過(guò)DataBank API的方式對(duì)處在不同位置上的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的發(fā)布和訂閱，來(lái)實(shí)現(xiàn)軟件的靈活部署。

我們?cè)谲浻卜蛛x這一層次，東軟睿馳提供了基礎(chǔ)軟件NeuSAR，來(lái)實(shí)現(xiàn)支撐自己的SOA的設(shè)計(jì)。NeuSAR也是最新推出的符合最新標(biāo)準(zhǔn)的2111的版本，我們可以為SOA通信使用協(xié)議棧，包括機(jī)器內(nèi)部和機(jī)器之間的通信服務(wù)來(lái)提供支撐。像我們的典型ARA-COM，像協(xié)議棧、功能安全、網(wǎng)絡(luò)安全，包括S2S這樣一些服務(wù)，模塊都可以標(biāo)準(zhǔn)化地進(jìn)行提供。

我們面向功能安全也在不同的軟件模塊和算法里面都嵌入了功能安全的機(jī)制，除了硬件端，我們軟件也是滿足功能安全的。東軟睿馳通過(guò)了ASIL-D流程的認(rèn)證，像我們的基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品是過(guò)了ASIL-D的認(rèn)證，像智能化的產(chǎn)品，像智能前置攝像頭，DMS，DMS是支持高等級(jí)自動(dòng)駕駛的DMS，也是滿足功能安全的ASIL-D。ASIL-D域控產(chǎn)品也增加了實(shí)施硬件當(dāng)中。

在我們整個(gè)的SOA架構(gòu)里面還提供了信息安全的模塊，可以實(shí)現(xiàn)防火墻、安全的啟動(dòng)、IDS、安全的存儲(chǔ)、安全的OTA、安全的數(shù)據(jù)通信信息安全的機(jī)制，同時(shí)東軟睿馳也是國(guó)內(nèi)首批通過(guò)ISO21434流程認(rèn)證的企業(yè)，這些認(rèn)證也是在我們產(chǎn)品當(dāng)中被充分的實(shí)施。

我們SOA軟件架構(gòu)支撐不同產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用，從L0-L2，甚至L3這樣的產(chǎn)品都在應(yīng)用這樣一套軟件構(gòu)架，在不同的等級(jí)產(chǎn)品當(dāng)中進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟脺p。

我們的產(chǎn)品還實(shí)現(xiàn)了一些標(biāo)準(zhǔn)化，我們L2+域控，L2++域控制器，除了能夠支持不同的標(biāo)準(zhǔn)的傳感器，同時(shí)我們還預(yù)置了標(biāo)準(zhǔn)的AutoSAR，以及控制器的接口都是標(biāo)準(zhǔn)的I/O接口，我們還預(yù)置了標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)底層軟件來(lái)幫助我們的車企和開發(fā)者迅速上手，能夠進(jìn)行應(yīng)用層的開發(fā)，專注個(gè)性化和創(chuàng)新功能的實(shí)現(xiàn)。

我們?cè)谧詣?dòng)駕駛開發(fā)模式上也是實(shí)現(xiàn)一種開放的生態(tài)合作。我們可以分層次提供不同的軟件能力，最大限度地來(lái)滿足移植性、易維護(hù)性及系統(tǒng)的健壯性， 可以提供不同的硬件平臺(tái)的支持，TI、Renesas、NXP、英偉達(dá)以及地平線的標(biāo)準(zhǔn)化的芯片。我們可以預(yù)置OS相關(guān)的基礎(chǔ)軟件提供面向自動(dòng)駕駛的實(shí)時(shí)處理框架，包括標(biāo)準(zhǔn)的I/O接口、算法軟件包以及應(yīng)用層的功能軟件。我們?cè)谠贫艘矊?shí)現(xiàn)了我們整個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)閉環(huán)的云端的服務(wù)。

我們可以提供智駕云上面仿真的工具，輕量化的仿真工具，包括一些數(shù)據(jù)標(biāo)注，數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)脫敏、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)觸發(fā)器動(dòng)態(tài)配置下方案的一些機(jī)制。通過(guò)這些方式，我們可以實(shí)現(xiàn)達(dá)到開放的可迭代的SOA軟件架構(gòu)和整個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)方式。