杏彩体育官网app系统软件软件系统逻辑架构图基于商用车的域控架构下SOA的实现方

　　杏彩体育官网app化、网联化和共享化的发展，架构的设计变得愈发重要，传统的E/E 架构从软件迭代能力、架构复杂度、算力和数据传输等方面已无法满足商用车的发展。本文基于域控架构和SOA架构，结合商用车

　　随着乘用车自动驾驶技术研究以及应用的深入，商用车领域也掀起了自动驾驶技术应用浪潮。得益于商用车在港口、矿山、机场等封闭场景广泛应用，自动驾驶技术也快速地在商用车上使用。由于自动驾驶所需要的算力及数据量的爆发式增长，传统的E/E架构已经很难满足需求，而域控架构方案可以很好地满足算力及数据量的巨大需求。同时，随着软硬件技术的发展，面向服务的体系架构（Service-Oriented Architecture，简称SOA） 为商用车E/E架构开发指明了新的方向。基于此技术，车辆通过搭载基于SOA设计的通用域，使得车辆具有更好的可扩展性、良好的平台化功能、灵活的功能配置和更高的智能化水平。本文基于域控架构和SOA架构，结合商用车的应用场景，提出商用车的域控架构下SOA的实现方案。

　　SOA的核心概念是服务，每个服务组件具备独立的功能。服务组件之间的接口遵循统一的标准，可互相访问，可组合扩展，其最大的优点是松耦合和跨平台。SOA架构下，软件系统通过定义了利用服务接口复用的软件组件的方法，通过通用通信标准应用到新的应用程序中。

　　3） 服务注册中心：储备服务描述，服务提供者注册其服务，服务消费者访问其中已经发现的所提供的服务。

　　2） 查找：服务消费者定位服务，方法是查询服务注册中心里所注册的服务，找到满足其要求的服务。

　　域控架构是将整车电器系统根据功能划分为若干个大的功能块，如图2所示杏彩体育官网app，每个功能块的属性统一，且与其他功能块功能耦合度低。功能块采用一个算力强大的多核中央计算机代替以往的多个分布式ECU，主要处理逻辑运算及指令下发。域系统内部的传感器、执行器、节点等采用硬线、CAN、LIN总线连接。而不同域之间的通信，由更高传输性能和更大容量的以太网作为主干网络承担信息交换任务。目前较为经典的功能域可以划分为5个主要域：动力、底盘、车身、座舱和驾驶辅助。

　　商用车传统的E/E架构中大量的功能需要ECU、信号间的协调来实现，所以整车中ECU间基于信号的通信会变得庞大而复杂，且不具低耦合性，微小的功能变动都会引起整车通信矩阵的变化。传统E/E架构中消息发送者不关心接收节点，只负责将信号发送出去，这种技术适用于有限大小控制数据的应用场景。

　　SOA代码灵活性强，支持请求/响应模式，支持复杂的数据模型，可扩展性强，能够满足自动驾驶等应用场景下，大量数据的动态交互，可以对系统进行部分更新。

　　如图3所示，当多媒体控制需要增加一项控制空调的功能时，需要同时变更控制对象（多媒体屏）、网关、被控对象（空调） 整个逻辑链路上的所有节点。

　　SOA引入到商用车软件设计中后，整车功能被设计为各种不同的服务组件，每个服务都有自身唯一的标识，可以完成自身发布以及订阅其他服务并进行通信。由此可以很好地解决上面整个逻辑链上的接点都要变更的问题。

　　如图4所示，当多媒体控制需要增加一项控制空调的功能时，只需要变更服务消费端的节点，逻辑链上的其他节点不需用变更。

　　根据商用车域控架构的特点，结合软件SOA思想，将域的软件按照重用性和自主性面向服务原则进行设计，对整车功能软件开发设计。良好的服务设计，使得整车功能增加，或原有功能发生变更时，保证了较少的软件变更，从而实现更快速高效的功能迭代和清晰明确的版本管理。

　　EEA工程师根据整车需求清单先提取出整车功能清单和整车配置，然后设计出整车子系统需求规范和整车子系统设计方案。根据零部件和功能分配完成整车域控架构设计，当域控架构设计完成后，根据域、总线节点、执行器、传感器等对功能进行服务化设计。服务设计时，必须基于整车规划和发展考虑，将整车基本功能、选配功能、未来可能搭载的功能、容易更新的功能等整车需求纳入服务设计中，按照车载以太网协议要求对各个服务的相关参数进行定义。最后软件工程师按照功能逻辑、服务结构、通信参数等对域控器、总线节点、传感器等电器件进行软硬件设计，完成整车功能的实现，如图5所示。

　　得益于域控架构的优势，许多功能的逻辑实现都可以由单一域实现，使得不同域之间的功能耦合度降低，这使得SOA思想可以更好地与其贴合。其次，SOA是面向服务的架构，通过标准的服务接口，使得单个功能的实现可以通过一个固定的服务接口暴露给其余需用的组件。最后，结合以算力强大的“域”为中心的集中化物理架构，使得需要通过通信交互的得到有效的控制。简化了整车物理结构的同时也简化了整车通信结构，使得车辆功能的扩展性更强、灵活性更高。例如，某个功能已经设计为服务后，该功能的实现只在自身所在的域里实现。当该服务需要更新时，只需服务接口不变，其余调用该服务的域均不会受到影响。如图6所示。

　　运用SOA思想后，将整车功能基于信号交互的方式优化为基于服务交互。从整车功能和域功能出发，将其分解或者合并为单个服务，单个服务只注重实现单一功能，并保证各个服务之间相互独立，耦合度最低。域平台可搭载AP中间件，可以直接使用AUTOSAR组织提供的公共标准的接口，软件不再需要为不同操作系统的不同接口做适配和变更。不同域之间的通信以车载以太网进行数据传输，对每个服务的类型、功能、数据结构等信息按照车载以太网的协议要求设计，高带宽的通信能力，让SOA软件的跨域合作成为可能。功能的服务化使得各个域之间的信息交互及功能调用更加简单和直接。

　　服务设计和部署完成后，通过对不同服务的调用来实现整车设计的功能。如图7所示。例如，按照整车功能开发流程，提取出车身域所要开发的服务。如图8所示，车身域分别提供了空调服务、门锁服务。其中空调服务由自动空调开启关闭控制、空调状态反馈等基础服务组成；门锁服务由车门解闭锁控制等服务组成。同时这些服务的消费者分别分布在中央网关、座舱域、云端等主体。服务中间件解耦了服务接收方和发送方，并与服务接收、发送方一起，实现服务的注册、订阅、提供和查找功能。AP提供了基于ARXML的标准接口描述规范，服务提供者与服务消费者共同标准约定的描述文档进行服务内容的交互。

　　车身域提供的所有服务应按照SOME/IP协议将服务消息进行设定。完成后会进行服务接口的开发，服务接口的开发和部署是SOA软件的第一步并且是关键的一步，主要包括：服务的类型定义、端口设置、进程绑定。接口开发完成就是逻辑开发、逻辑和服务集成、代码编译。

　　车辆上电后，各个域会分别向注册中心提供自身所提供的所有服务，其他域会将自己所需要的服务进行标记。服务消费者通过对注册中心的查询，提取出该服务的所有通信信息，并根据服务特性及自身需求，调用服务或者周期性建立交互。

　　从这个简单的例子可以窥探出商用车域控架构下SOA的设计实现过程，体现出软件SOA架构与域控架构结合后的优势。

　　在本文中，提出了一个灵活、动态、面向服务的商用车域控架构方案。该方法的目的是提供一个具有良好可扩展和动态的框架，为商用车电器架构开发、软件开发、功能开发等提供一定借鉴意义。

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