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汽車SOA架構(gòu)應用的現(xiàn)狀、難點、價值

發(fā)布日期:2024-12-03

作者 | 不可說

出品 | 汽車電子與軟件


#01 SOA的普遍適用   

      眾多主機廠及供應商在推介自家的電子電氣架構(gòu)平臺時,除了詳細介紹網(wǎng)絡架構(gòu)、功能架構(gòu)及硬件架構(gòu)外,無一不強調(diào)其軟件架構(gòu)的優(yōu)勢,而當前他們宣傳的主流軟件架構(gòu)幾乎一致指向了SOA,這無疑體現(xiàn)了行業(yè)內(nèi)對于SOA技術(shù)路線的普遍認可與一致規(guī)劃。在車載電子領(lǐng)域,一個被行業(yè)廣泛接受且普遍適用的軟件架構(gòu)方案,或許正是SOA。


      SOA架構(gòu)的誕生及其核心目的,正是為了應對當前車載通信帶寬日益緊張的問題。它通過將服務進行抽象和封裝,實現(xiàn)了更為高效、靈活的信息交互。值得一提的是,由于SOA架構(gòu)通常是建立在AUTOSAR AP或CP平臺之上的,因此它能夠充分利用這些平臺的模塊化開發(fā)特性,達到高度的解耦效果,進一步提升了系統(tǒng)的可擴展性和可維護性。




#02 SOA的應用現(xiàn)狀   

小鵬的X-EEA3.0架構(gòu)中應用了SOA架構(gòu):


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      小鵬汽車深刻認識到不同類型軟件使用需求之間存在的差異性,因此,他們對整車軟件進行SOA服務化與細致的分層定義,具體劃分為系統(tǒng)軟件平臺SOA服務、基礎(chǔ)軟件平臺SOA服務以及智能應用平臺SOA服務等層級。通過這樣的分層架構(gòu),他們旨在實現(xiàn)智能功能的快速開發(fā)與高效迭代。這包括但不限于自動駕駛技術(shù)、智能語音控制車輛及車載設備的功能,以及能夠根據(jù)用戶行為和場景變化而自動調(diào)整的智能場景模式等。這樣的策略極大地提升了軟件開發(fā)的靈活性和響應速度,使得小鵬汽車能夠持續(xù)為用戶帶來更加先進、便捷的智能出行體驗。


      蔚來的下一代中央計算EEA架構(gòu)中,即NT3技術(shù)架構(gòu)中,也應用了SOA通信架構(gòu):


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      蔚來堅信,汽車軟件的未來發(fā)展必然趨向于采用SOA,并且在這一架構(gòu)中廣泛地應用中間件技術(shù)。基于這一前瞻性的認知,蔚來在對汽車軟件進行開發(fā)與調(diào)整時,決定對現(xiàn)有的軟件架構(gòu)進行徹底的重構(gòu)。這一重構(gòu)的核心在于引入遠程調(diào)用方式(RPC),通過RPC實現(xiàn)服務之間的有效溝通與協(xié)作,從而真正踐行面向服務的架構(gòu)(SOA)理念。


      吉利GEEA3.0 EEA系統(tǒng)也是基于SOA實現(xiàn)和完成的:


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吉利GEEA3.0車云系統(tǒng)架構(gòu)


      吉利在SOA生態(tài)構(gòu)建方面展現(xiàn)出了相當程度的完備性。公司不僅成功基于SOA理念打造了專屬的操作系統(tǒng)GeelyOS,而且還推出了一系列相應的服務設計技術(shù)規(guī)范,從而極大地豐富了其開發(fā)環(huán)境,使之更加成熟和完善。在此基礎(chǔ)上,吉利有條不紊地推進服務庫的設計工作,目前已經(jīng)完成了包含超過300項核心服務以及2000多個服務接口的服務庫構(gòu)建,這一成就彰顯了吉利在推動SOA生態(tài)發(fā)展方面的深厚實力與前瞻視野。


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Geely SOA規(guī)范


      長城汽車GEEP 4.0架構(gòu)也有SOA的應用:

 

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長城汽車GEEP 4.0架構(gòu)


      長城汽車的第四代電子電氣架構(gòu)采納了先進的SOA設計理念,通過開放標準的應用程序編程接口(API),能夠全方位地滿足用戶對車輛智能化的多樣化需求。在此基礎(chǔ)上,長城汽車對于未來有著更為深遠的規(guī)劃,他們致力于打造的第五代電子電氣架構(gòu)將實現(xiàn)100%的SOA化轉(zhuǎn)型,標志著長城汽車在智能化領(lǐng)域的又一重大突破。這一轉(zhuǎn)型不僅意味著技術(shù)上的全面革新,更代表著長城汽車將依賴SOA全面完成整車標準軟件平臺的搭建工作,為用戶帶來更加智能、便捷、高效的出行體驗。


      從上述整理的信息中我們可以清晰地看到,不論是新興的造車勢力,還是沉淀多年的傳統(tǒng)主機廠,都已經(jīng)紛紛引入了SOA這一先進的軟件架構(gòu)理念。除了之前已經(jīng)提及的實例之外,眾多車企在宣傳其最新技術(shù)架構(gòu)時,也明確強調(diào)了SOA軟件架構(gòu)的研究與應用。例如,廣汽推出的星靈架構(gòu)、理想汽車所打造的LEEA 3.0、嵐圖汽車所推出的中央集中式EEA,以及長安汽車所構(gòu)建的SDA“中央+環(huán)網(wǎng)”EEA等,這些架構(gòu)在各自的宣傳資料中都顯著地指出了對SOA軟件架構(gòu)的深入探索與實踐應用。這一趨勢著重體現(xiàn)了SOA軟件架構(gòu)在汽車行業(yè)中的重要地位,.或許這也預示著未來汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展的必然趨勢。




#03 SOA實際開發(fā)的難點與代價   

  

      盡管眾多企業(yè)在對外推廣時,均將SOA作為核心亮點加以強調(diào),但在具體實施開發(fā)的過程中,它們普遍遭遇了諸多挑戰(zhàn)與爭議。因此,若決心沿著SOA架構(gòu)的路徑持續(xù)前行,企業(yè)勢必要承擔相應的成本與代價。


      首先,在從非SOA架構(gòu)向SOA架構(gòu)轉(zhuǎn)型的過程中,對工程師的技術(shù)能力提出了全新的要求。他們需要掌握AUTOSAR的基礎(chǔ)知識,熟悉面向服務的通信設計原理(如SOME/IP或DDS),以及服務設計的相關(guān)理論。這些新技能對工程師而言無疑是一大挑戰(zhàn),同時,對于主機廠來說,培養(yǎng)具備這些技能的專業(yè)人才也需投入較高的成本。


      此外,工具鏈的適配問題同樣不容忽視。SOA架構(gòu)是面向服務的,而傳統(tǒng)的架構(gòu)則主要基于信號,相應的工具鏈也主要服務于信號處理。若現(xiàn)有工具鏈不支持服務的設計與管理,企業(yè)就需對其進行修改或替換。這一過程不僅耗時費力,還需投入大量資金來完成工具的更新,并組織相關(guān)人員進行工具使用培訓。


      在軟件構(gòu)建層面,企業(yè)也需做出相應的調(diào)整。面向服務的軟件架構(gòu)在消息接收方面與面向信號的架構(gòu)存在顯著差異,因此,服務化后的軟件需進行重構(gòu)。同時,由于SOA架構(gòu)的推進是漸進式的,在轉(zhuǎn)型過程中,基于信號與基于服務的軟件架構(gòu)可能會并存一段時間,如何適應并存狀態(tài),也是需要軟件來進行適配開發(fā)的。當然這部分的軟件變更成本,依然需要主機廠來承擔。


      另外,新的SOA軟件架構(gòu)的開發(fā)必須有新的規(guī)范來約束,包括服務設計規(guī)范、服務劃分規(guī)范、服務通信設計規(guī)范以及編碼規(guī)范等。這些規(guī)范的制定同樣需要投入大量的時間成本,以確保架構(gòu)的穩(wěn)定性和高效性。


      最后,在測試環(huán)節(jié),企業(yè)也需針對服務通信進行軟件單元測試和單品測試。這對測試人員提出了更高的要求,他們需要革新測試方法、流程及手段等。同時,針對SOA服務所需的以太網(wǎng)通信,還需進行一致性測試、黑白名單測試、網(wǎng)絡攻擊測試等一系列專屬測試。這部分的投入與開發(fā)成本相比,同樣不容小覷。




#04 SOA的應用是否有價值?   


      從上述詳盡的分析中,我們可以清晰地看到,SOA的實際部署需要承擔一系列不菲的成本,這涵蓋了人員配置的調(diào)整與學習成本、開發(fā)測試工具鏈的構(gòu)建、軟件開發(fā)的額外投入、嚴格規(guī)范的設定、以及測試范圍與手段的擴展等多個層面。然而,它表面上所帶來的直接收益,僅僅是解決了通信帶寬的瓶頸問題,并提升了系統(tǒng)的可維護性與可移植性。


      但若從技術(shù)演進的長遠視角來審視,賦予軟件架構(gòu)以高度的可維護性和可移植性,其核心目的在于有效應對硬件迭代升級時可能引發(fā)的軟件適配難題。而值得注意的是,這一目的并非只能通過SOA來實現(xiàn)——基于AUTOSAR標準的中間件同樣能夠達成這一效果。換言之,即便是在傳統(tǒng)的基于信號的軟件架構(gòu)之上,借助AUTOSAR的中間件技術(shù),我們依然可以享受到良好的可維護性和可移植性。這無疑揭示了SOA在這一方面的優(yōu)勢并非獨一無二,而是存在可被替代的解決方案。


      再來看通信帶寬的問題,這確實是一個不容忽視的硬性挑戰(zhàn)。隨著車輛電子功能的日益豐富與復雜化,所需傳輸?shù)男畔⒘繜o疑將持續(xù)增長。然而,通過增設幾條CAN/CANFD通信通道,同樣能夠在一定程度上緩解這一壓力,而且所需付出的代價要遠遠小于全面推行SOA所需的成本。


      此外,從用戶的角度出發(fā),他們往往對電子電氣架構(gòu)、軟件架構(gòu)這些并無直接感知,這些架構(gòu)的優(yōu)劣最終會以成本的形式間接地反映在購車價格上。而在SOA轉(zhuǎn)型的初期階段,由于技術(shù)成熟度、規(guī)模效應等因素的限制,成本并不會立即下降,因此用戶層面并無法直接感受到任何實質(zhì)性的收益。至于整車OTA升級的功能,其實基于信號的架構(gòu)同樣有能力實現(xiàn),只是目前業(yè)界尚未廣泛采用這一路徑罷了。


      綜上所述,我認為在當前階段,對于大多數(shù)車型較少、體量較小的公司而言,盲目加入SOA架構(gòu)的成本過高,并不適宜直接涉足。相反,這可能會導致單車成本的顯著上升。當然,如果未來能夠進一步挖掘出SOA其他不可替代的獨特優(yōu)勢,并且隨著相關(guān)技術(shù)的不斷成熟與成本的逐步降低,那么選擇在合適的時機以較低的成本入局,無疑會是一個更加明智的選擇。

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