什么是AUTOSAR?读这篇文章就够了

新能源汽车百年

2021-12-24 21:52
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AUTOSAR是什么

AUTOSAR(Automotive Open System Architecture),中文是“汽车开放系统架构”,是一家致力于制定汽车电子软件标准的联盟(参与者有全球各家汽车制造商、零部件供应商以及各种研究、服务机构)。成立于2003年。他们制定了一套专门用于汽车的开放性的框架和行业标准,它将用作管理将来的应用程序和标准软件模块中功能的基本基础结构。

AUTOSAR出现的背景和目的

从上个世纪80年代汽车控制器出现开始,汽车上的电子控制系统一直在高速发展,面临的挑战也越来越多,主要体现在:

  • 汽车的电气化、电子化程度提高,控制器数量增加,网络复杂度增加

  • 软件功能数量急剧增加

  • 硬件平台多样化,软件可复用性差

  • 软件开发周期缩短

  • 软件成本占比增加

汽车行业里有众多的整车厂(OEM)和供应商。每家OEM会生产很多车型,对不同子系统和零部件会选择不止一个供应商,每个供应商也会向不止一家OEM供货。减少开发成本最有效的办法就是,尽可能让产品可重复利用,用数量来分摊开发成本。OEM希望可以让同一套系统和部件用在不同的车型上;同一辆车上来自不同供应商的各个系统和部件可以相互兼容;而供应商希望开发出来的部件和算法可以通过简单的软件调整就供给不同的OEM。

此外,各个供应商的开发进度往往是不同步的。OEM希望可以在供应商开发的过程中就可以测试该部件是否与整车上的其它系统正确配合。因此,需要一种统一的、标准化的系统描述方法。

这便是AUTOSAR的初衷,即通过提升OEM以及供应商之间软件模块的可复用性和可互换性来改进对复杂汽车电子电气架构的管理。

目前汽车中的软件代码量早已超过了1千万行,ECU的数量也超过了1百个。

AUTOSAR到底做了什么

AUTOSAR对软件接口交换格式方法论做了标准化。

同时具备以下优点:

  • 硬件和软件彼此广泛独立

  • 可以通过水平层将开发分离,从而减少开发时间和成本

  • 重复使用软件可提高质量和效率

  • 将汽车系统的基础软件标准化为一个跨OEM的标准栈

  • 集成不同供应商生产的功能模块,适用于不同的车辆及不同的车型

  • 从软件中把硬件抽象出来,对于不同硬件平台具有更大的灵活性

  • 通过对BSW(基础软件层)的标准化,提高了代码质量

  • 竞争力只体现于对OME的特殊功能要求的实现

  • 重用性可以覆盖整个网络节点,甚至跨不同OEM

AUTOSAR的基本思想

在一个汽车控制器中,除了实现具体功能及算法的应用软件,还有很多底层软件来保证控制器的正常运行,比如CAN总线信号的收发、任务进度的调度、Flash数据的读写等。一方面,不同控制器中这部分底层软件的重复度很高;另一方面,这部分底层软件又跟硬件紧密相连,在一个处理器平台上写好的软件,换一个处理器平台就不能用了。去为每一个控制器项目专门写一套底层软件显然是非常低效的,而且也容易出错。

于是人们就想通过标准化应用软件和底层软件之间的接口,来让应用软件开发者可以专注于具体应用功能的开发,而无需考虑控制器底层的运行过程。这样即使更换了处理器硬件,应用层软件也无需做太多修改就可以被移植过去。而底层软件的开发则交给专门的公司,他们为每一个处理器硬件写好驱动,并封装成标准接口提供给上层。这样底层软件就可以被高效地集成到不同项目中。而由于同一套底层软件被大量重复使用,发现bug的概率大大提高,从而可以很快得到修补,并且通过更新对其它项目进行同步修补。

AUTOSAR带来了什么好处

对OEM车厂

  • 在供应商之间建立分布式开发

  • 通过增加设计灵活性来竞争创新功能

  • 简化软件和系统集成

  • 降低总体软件开发成本

对供应商

  • 启用更有效的变体处理

  • 跨OEM复用软件模块

  • 提高应用程序开发效率

  • 发明新的商业模式

对工具供应商

  • 与开发流程交互

  • 将工具嵌入整个工具环境

对新入市场者

  • 通过标准化接口启用新的业务模型

  • 轻松了解汽车软件的开发方式

AUTOSAR的合作伙伴

AUTOSAR是一个强大的联盟,发展到现在,拥有284个合作伙伴!(中国厂商有:长城、东风、一汽、上汽、吉利、蔚来、宁德时代等)

比较特殊的是,特斯拉目前没有加入AUTOSAR,这也容易理解,原因你懂的。

9个核心成员:宝马、博世、大陆、戴姆勒、福特、通用、PSA、丰田、大众

AUTOSAR的缺点

规范更新升级缓慢。因为制定AUTOSAR规范时并不会开发测试,制定出的规范往往不会那么完美,总会有一些bug,而修复需要等到下一个AUTOSAR版本。

AUTOSAR规范理解不太一致。目前各个厂商对AUTOSAR规范的理解并不是那么一致,集成各个厂商所开发的软件模块需要大量的精力和时间。各个厂商提供的工具也并不真正相互兼容。

AUTOSAR的软件价格昂贵。完整的AUTOSAR开发环境至少是一般的开发环境价格的几倍甚至十几倍。购买第三方软件供应商的软件价格也十分昂贵。

AUTOSAR软件的重用性面临挑战。在真实的项目中,基于某个AUTOSAR项目重新配置所需要的时间和精力也是巨大的,并不是理想中那么完美。

结语

汽车行业面临着自动驾驶、新能源、物联网和信息安全等新领域、新技术的挑战。汽车软件、硬件标准化的需求越来越迫切。虽然目前AUTOSAR的优点有目共睹,但AUTOSAR还有很长的路要走。

END

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