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SOA在汽车电子架构与车联网体系中的应用

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SOA在汽车电子架构与车联网体系中的应用

随着汽车以太网技术成为汽车电子架构的中心,诊断、刷新、娱乐、智驾等功能日益增加,目前基本所有整车厂都在考虑在下一代平台上应用基于以太网技术的SOA架构。 SOA及相关的一系列的概念(如服务、服务接口、SOME/IP)成为理解下一代汽车架构的重点。

SOA的理解思路

1、服务(Service)

“服务”最初是一个社会学名词。1990年,市场营销学教授格鲁诺斯(Gronroos)给服务下的定义是:“服务是以无形的方式,在顾客与服务职员、有形资源等产品或服务系统之间发生的,可以解决顾客问题的一种或一系列行为。”我们SOA里的服务是从这里引申出来的,在IT相关的领域里,我们可以简单理解为“实现某种功能的函数或方法”。而这里的服务(函数或方法)能够被顾客(客户端)所使用,能够解决顾客这样或那样的问题(被调用所实现的功能)。举个生活中的例子,去全聚德吃烤鸭,全聚德能够提供烤鸭给顾客,这就是一种服务。

2、服务接口(Service Interface)

“服务接口”直白的理解就是服务与外界进行联系的接口,也就是服务模块与外界沟通时的信息出入口。如果你写过程序,那么一个能够被其他模块调用的函数名称,或者一个封装的API,这些就是接口。再看去全聚德吃烤鸭的例子,服务员就可以理解为一个服务接

口。服务员清晰的知道后厨能够提供哪些菜,也能够将你的点菜信息输入给后厨,还能够把做好的烤鸭提供给你,而这里的“后厨”就可以理解为是服务本身。

3、SOME/IP

SOME/IP = Scalable service-Oriented MiddlewarE over IP。即“运行于IP之上的可伸缩的面向服务的中间件”。

“Middleware中间件”是一种独立的系统软件或服务程序,分布式应用软件可借助

Middleware在不同的技术之间共享资源。(分布式应用软件,在这里指的就是“服务”;不同的技术之间,在这里指的就是“不同的平台或操作系统,比如Linux系统或AUTOSAR系统等。)

IP是Internet Protocol,指的是TCP/IP的通信方式。

Scalable可伸缩,指的是该中间件能够适配于不同的平台及操作系统,其支撑的平台可大可小。

综合来看,SOME/IP就是指能够在不同平台上应用的,位于TCP/IP协议之上的,用于支持分布式应用软件,帮助分布式应用软件来传递信息的这么一套机制。说白了,就是把服务接口里的内容通过这种标准化的方式打包,然后交给TCP/IP这个快递员。

4、SOA概念

SOA=Service-Oriented Architecture,即面向服务的架构,是一种软件架构设计的模型和方法论。IT行业的概念是:从业务角度来看,以最大化“服务”的价值为出发点,可以充分利用企业已有的各种软件体系,重新整合并构建起一套新的软件架构。在汽车行业可以理解为,SOA是面向各种应用层程序(即“服务”,包含各种控制算法、显示功能等应用程序)进行设计,且不依赖于通信方式的一种架构设计理念。在架构设计工作中,重点关注汽车上的某些功能(“服务”)应该如何实现,该功能实现时与外界的各种信息交互(“服务接口”),该功能与外界交互时的基本流程(“服务序列”)。

5、SOA与SOME/IP关系

SOA设计的是“服务”架构,是应用程序的功能以及应用程序的对外接口;SOME/IP打包的是“服务接口”,是应用程序的对外接口。如此看来,SOA设计内容中的接口部分,需要通过SOME/IP进行打包传输。SOA是软件架构的一种设计理念;SOME/IP是一种将软件接口进行打包的打包方式,是一种中间件。

6、SOA与以太网关系

“以太网”严格来讲,指的是IEEE组织的IEEE 802.3标准所制定的技术标准内容,包括物理层的连线、电子信令和介质访问层的内容。汽车行业通常所指的“以太网”是泛化之后的概念,涵盖了基于以太网技术所实现的各种相关技术手段,包括TCP/IP协议、DoIP协议、SOME/IP协议等。“以太网”是一种通信手段。SOA与以太网之间的关系,是指采用SOA理念所设计的软件架构,在与外界交互时,其接口可以通过“以太网”的通信方式进行传输,而基于SOME/IP中间件的方式则是一个最典型的应用方式。(当然若通过其他非以太网的通信方式来实现SOA也是可行的,但通常大家不那么用)。

7、SOA在汽车架构中的应用

SOA是IT行业近年来典型的架构方式,大量的IT系统都是基于SOA实现的。而汽车领域采用SOA架构的一个主要原因就是能够加快车辆与互联网的互联互通。包括:? 能够将各种新功能灵活地与互联网集成,而无需通过信号到服务的转换;? 基于互联互通,能够大幅提升自动驾驶功能:便于实现高清地图的创建、更新及路线预测等功能,便于实现车辆信息的上传以及云端指令的下达;? 基于互联互通,快速提升系统与软件升级性能:有助于实现更高效的OBD及OTA软件升级,有助于实现各种远程诊断、预诊断等功能;? 基于互联互通,能够大幅提升影音娱乐功能的用户体验,能够实现更为便捷的联网功能,实现不同平台间的各种App共享等功能;? 更便于实现平台架构升级:通过SOA及SD的方式,能够有效降低架构升级带来的复杂度;

8、SOA应用场合

SOA主要针对的是某些功能的实现,而不是指哪个节点,包括: ? 以汽车以太网作为主要通信协议的功能,例如:

自动驾驶或驾驶辅助的视频流信息:各角度摄像头获取的视频及解析出来的信息;

? 车内影音娱乐信息:比如音视频播放、IVI/副驾及后座娱乐系统互动、导航等图像信息传

输、收音机、CD等功能;

? 诊断及刷写功能:该内容在CAN及Eth都是以服务的方式实现的;

?

? 与车外互联网实现互联互通的功能,例如:

获取车载摄像头的信息,比如通过手机远程获取车辆周围环境; ? 获取车辆运行状态信息,比如云端获取车辆的驾驶习惯; ? 远程控制车辆舒适性设备,比如通过手机远程打开车辆空调;

? 远程控制车辆安全性设备,比如通过手机为代驾远程开锁与启动车辆运行;

?

9、SOA实现

以“某车载智能摄像头通过获取限速标志信息(限速值、距离、置信度)并反馈给ADAS系统,来实现驾驶辅助功能”为例,分析一下在CAN总线的方式下以及在以太网SOA的方式下,会有如何区别(基本的内容)?此外,在摄像头硬件不变动的情况下,如果该系统的功能不断升级——由摄像头提供行车记录仪功能、摄像头提供360环视的部分信息、限速提醒显示在HUD中、摄像头实现行人识别并显示在IVI中,那么,在以太网SOA的方式下以及在CAN总线的方式下,分别应该如何进行功能提升(增加的内容)?如下表所示:(该功能仅为示意,实际的音视频信息不会采用CAN总线通通信的。)

SOA( Service-Oriented Architecture)就是面向服务的架构,是一种软件架构的设计理念。SOA的实现需要基于SOME/IP及TCP/IP的通信方式。在汽车领域,SOA及以太网的应用对于实现车内高带宽数据的互联互通、汽车与外部网络的互联互通都有其一定的优势,而实现某些特定功能,也需要采用SOA技术。

10、微服务与SOA对车联网架构的影响

微服务是SOA架构演进的结果。两者说到底都是对外提供接口的一种架构设计方式, 随着车联网的发展,复杂的平台、业务的出现,导致SOA架构向更细粒度、更通过化程度发展,就成了所谓的微服务了。微服务是SOA发展出来的产物,它是一种比较现代化的细粒度的SOA实现方式。

SOA与微服务的区别在于如下几个方面:

SOA在汽车电子架构与车联网体系中的应用

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