基于国产芯片和操作系统的全国产化车控平台控平台

当前，在芯片荒背景和国产化的大趋势下，东软睿驰和一些厂商合作推进全国产化车控平台，基于国产芯片方案做的一套基础软件平台的适配和开发。

汽车行业转型趋势及挑战

在汽车行业数字化转型趋势越来越明显，软件定义汽车已经成为整个行业的共识，主机厂也开始逐步注重向应用独特性的方向发展，借以提升品牌附加价值。

从汽车行业看，用户体验将逐渐变成一种竞争力要素，很多车开始有车云互联、手机控车、云音乐等APP或智能导航；还有一些城市支持在地图上同步红绿灯的倒计时；车上有了很多V2X产品功能。

数字化转型主要是软件上体现的各种能力，不管是车云协同，还是车路协同，基本上都是用软件来实现的，这需要很大的体系来支撑。

从过去IT行业的PC、手机的快速发展经验来看，数字化转型需要更多的开发者参与。现在E/E架构变革主要目的也是为了更容易让更多的开发者参与进来，而不是被硬件适配工作牵扯太多精力，无法专注于应用的创造和开发。

在整车电子电气架构演进路线中，最早的E/E架构是一种传统的分布式架构，一个中央网关，用CAN总线连接各个ECU，实时性很高，但是不能协调其算力和算法，ECU专用性更强不能做到冗余相互备份的结构。例如如果一些ECU故障，可能会引发仪表盘亮灯等功能性故障。

目前看，行业未来的方向是整车集中式架构，包括车云计算。整车集中式架构也是由区域控制器和中央计算平台来处理较高实时性要求的计算，区域控制器负责高实时性较低算力的计算，中央计算平台负责处理大数据量较低实时性的计算。区域控制器主要是做传感器和执行器的汇聚点。

在硬件架构逐步明确的情况下，就能够将软件逐步标准化。就目前AUTOSAR的情况看，欧美的发展更多还是在研讨阶段，而国内很多量产车型已经开始用新的E/E架构研发，相比国外领先一点，给了国内形成自主知识产权标准的一些机会。例如现在架构越来越涉及基于服务的开发动向，这种趋势带来了软硬分离的可能性。

随着整车的功能越来越多，软件复杂度不断提升，就会出现软件危机。历史上最著名的一次是IBM，当时遇到的问题和后来开发者总结的经验教训表明，当时IBM的项目是比较失败的，但是作为一个试错出来的经验，后来IBM兼容机的成功正是借鉴了当年的经验。

现在汽车行业的数字化转型也会遇到同样的问题。

如今整车架构变得更复杂，过去用的基本上是MCU控制器，少数是SoC，比如中控大屏、IVI导航设备等，多数控制都是在MCU上做的。未来会用更多SoC，因为过去的架构性能方面已达不到要求，需要更多异构核芯片分别处理高性能和高实时性业务，也需要更多硬件抽象将业务分别映射到高实时性核或高性能核，包括车云协同和安全能力。对于特别复杂的芯片适配，虚拟化技术应用和适配工作量都比之前多出很多，要求也更高了。

例如，以前用CAN和经典的AUTOSAR配置就够了，但现在是异构核系统，如芯驰G9系列有A核和R核，就需要对业务做映射或做一些业务间联动，工具必须能支持这些功能的配置，应包括虚拟化参数和更复杂的编译，这些都会影响开发者适应新的平台。

从生态角度看，需要让软件生态像各种手机或Windows、MAC系统都有的应用商店，不管是在车厂内部或公开场合，都应该有一些软件包共享，分享一些通用功能。在软件生态角度，不同组织之间的共享还没有实现，软件仓库或软件版本管理方面还有缺失，包括软件兼容性等方面都需进行完善。

东软睿驰NeuSAR解决方案

东软睿驰的标准产品——NeuSAR aCore的产品是1911版本，已经达到量产状态，稳定适配了多款芯片，后续还会发布2111版本，计划在6月份发布。

上述产品支持大部分常用的AUTOSAR标准模块，包括更新、状态、时间同步、存储、通信等SOA所有需的内容，还有加解密；健康管理、IAM模块、诊断、日志也有并且做了一些本土化改造，国内厂商用起来更顺手。NeuSAR aCore产品也适配了很多厂商的各种芯片，常用的芯片基本上都支持。

NeuSAR cCore产品也比较成熟，有很多经典的客户案例，客户基本上是整车厂或Tier 1。cCore也通过了ASIL D认证，达到了行业领先水平。

同时，东软睿驰作为AUTOSEMO首届轮值主席单位，还牵头推进了ASF（AUTOSEMO SERVICE FRAMEWORK），它是一个通用的服务框架，副组长单位有上汽零束，还有广汽研究院。

NeuSAR ASF是跨域SOA中间件，从单节点服务角度看，系统基础服务体现三个系统的能力，以API或服务的形式提供，依赖基础软件给上一层的业务使用，主要面向整车，也可以直接用APP调用单节点业务。它包含一些项目：升级服务、健康管理、网络设置等。其依赖的内容跟OS、AUTOSAR AP/CP以及安卓的系统有一些关系，其中的升级服务等在AUTOSAR AP规范中已有。

之所以在其中定义，是因为AUTOSAR本身的功能有一些缺失，不太全面。AUTOSAR的时钟内容只有一些标准的，还有其他协议在其中没有定义。像国外的芯片S32G、TDA4，国内的芯驰、地平线的芯片中有一些异构核，需要有一些策略进行同步，涉及一些总线相关的内容，这样就需要利用一些功能对AUTOSAR做一些增强。

AUTOSAR框架提供的是一些基础通信能力，只是一些服务发现和服务协议栈机制，功能并不完善。比如服务权限，是用TLS做一些权限限制，TLS更多是用在广域网中做传输保护，对于车内域控之间的一些权限没必要这么强。我们会做一些简化，使其占用系统资源更少，释放更多资源给应用层。

还有服务同步，现在车中常用的是SOA API和DDS两种，都是去中心化的。因为涉及一些跨域和车云协同工作，需要有一些汇总节点，将车和云服务做一个转换，相当于汇总后将它和云端连一下，而AUTOSAR本身没有，我们就用ASF做了一下补充，最终为应用层提供更多服务开发需要的一些功能。

另外，从整车角度看，整车服务主要强调的是跨域功能，而单节点功能是在一个核上，比如A核提供的服务。在整车角度，我们目前阶段做到的是跨A核和跨R核的联动，后续也会逐步预研跨域、跨不同控制器的功能。整车级服务主要是提供一些比较通用的功能，如整车OTA、整车日志收集、整车调试。

2022年4月，东软睿驰针对域控制器的软件开发平台——NeuSAR DS（Domain System）正式发布。这款产品可为智能汽车的开发提供更高效的软件开发平台、以及更完整的基础软件解决方案。

NeuSAR DS工作流包含应用层设计，包括SOA定义、ASF整车级别应用定义；将其生成一些描述文件，导入到IDE环境中，单节点可以对域控进行跨核模式定义；还可以做一些基础软件配置，做ASF跨核功能配置，再生成对应的描述文件，再将描述文件转到开发者环境中做逻辑配置。

通过SDK输出代码编出来的逻辑等输入到CI框架中进行编译，之后开发人员可以进行调试，测试人员可以进行测试。最终输出的内容也可以和image或ISO打包，输入到虚拟验证系统中，也可以同时把它做成一个包发到正式环境中；打好的二进制文件包也可以放到包管理系统中，做成一个软件生态软件进行共享。比如主机厂搭建的私有软件商店，这样就可以跨项目使用之前项目的开发成果。未来也会考虑做一些全局开源或收费的软件商店，主机厂或供应商可以使用现成的包。不管是第三方开发者，还是主机厂或其供应商都可以为软件商店提交一些内容。

这套新架构更注重工具链的用户体验，满足车厂对工具链越来越高的要求。NeuSAR工具链更适应国内车厂的想法，将中国人的思维融入进去，用中国人的思维去配置。

SOA设计工具包含软件层数据类型定义，包括通用基础软件等软件架构配置；系统层面可以针对整车或以太网拓扑配置，也可以做机器中单播地址或服务发现多播地址配置，并和软件系统层做一些映射。针对整车的配置最终需要在编译时输入到一个单节点，做好映射后会将每个节点以一个ECU为主体拉出，导入到对应的配置工具中。其中使用的标准是ARXML，因为AUTOSAR现在还比较先进，市场占有率比较大，AUTOSAR的ARXML可以和各工具链厂商兼容。

配置工具NeuSAR IDE集成了IDC配置工具，可以做基础配置，包括参数、检验、代码生成、框架代码和无缝升级。该工具支持迭代版本时从1911到2111的无缝升级；支持代码级功能，包括编辑、编译、调试和版本控制；还可以写一些文档，支持文档编辑。

软件包配置方面，如果车厂有自己的一些想法定义软件包配置，可以直接在其中进行配置。调试方面，支持通信诊断和性能调试、监控等功能，可以直接IDE环境中在一个控制器上开发所需功能，避免用户在开发过程中切换各种工具，比如用一个工具配置基础软件，之后还需要另一套工具生成代码，还要打开一个编辑工具编辑代码，后续调试还要使用其他工具。

为了面向预研状态，东软睿驰也推出了NeuSAR DS快速开发原型，在硬件还没有确定的情况下，软件部门需要预研看业务能不能适配，能不能做，能不能实现，NeuSAR DS快速开发原型可以直接在虚拟环境中运行将软件架构，测试车厂预研设计的逻辑合不合理，能不能运行，我们还提供整套开发工具，如SOA设计工具，未来也会加入一些ASF整车设计模块，还有AP和CP配置工具，后续会做成IDE形式；同时支持调试环境，包括代码、调试性能、通信和诊断。

目前，东软睿驰的域系统已经发布1.0版本，这个快速验证平台是基于DS域系统的一套环境，相当于在S32G成品开发板上刷写NeuSAR DS的整套环境，将环境、开发工具链和手册还有服务打包到一起统一销售。车厂或开发商可以用适配好的板子直接验证自己的设计，避免在量产项目中等芯片、硬件板输出后才能进行验证。

NeuSAR的生态构建方面，整车设计导入到配置文件后生成描述文件，导入诊断和通信编辑等内容，在开发类环境中做一些具体设计开发；IDE工具还支持SVN/Git通用服务器连接，可以管理软件包；最终生成的编译软件包可以上传到未来想做的软件仓库中进行软件管理；调试类也支持代码级可视化调试，包括发布、诊断或性能负载等功能；验证系统支持虚拟化平台直接输入，可以一直持续集成，持续验证，实现全部动画的功能。

东软睿驰的国产化平台NeuSAR产品和中兴、芯驰的集成，主要由东软睿驰提供一套环境，包括AP、CP、ASF和开发相关的工具，以及验证平台；中兴主要提供操作系统支持，包括BSP到上层系统的集中管理。底层硬件由芯驰提供，包括相关接口和功能。

从基础软件角度看，我们会去适配中兴操作系统，具体底层功能对芯片的适配由中兴完成，提供更多服务需要的内容，方便开发者开发。

NeuSAR架构也在逐步发展，aCore、cCore、DS等工具已经完成，逐步向更好的方向发展，未来会采纳客户的意见和建议继续演进。东软睿驰也将支撑生态构建和大数据平台，支撑车云一体包括自动驾驶方向的发展。

本文转载自公众号：焉知智能汽车