中汽创智：AUTOSARAP在自动驾驶项目中的应用与挑战
当前，自动驾驶行业面临着软硬耦合度高、软软耦合度高、数据拷贝消耗性能等诸多痛点。
2024年3月14日，在2024第五届软件定义汽车论坛暨AUTOSAR中国日上，中汽创智基础软件AP专家闫国启表示，AUTOSAR AP在技术方面具备三大核心优势，包括:第一，保障实时、高效、灵活的数据分发；第二，提供服务发布与查找的协调机制；第三，实现以服务为导向的高效通信。
与此同时，闫国启表示， SOA的实时性要求、整车级功能安全要求和工具链统一化要求的经验值得分享。在他看来，当前AP标准仍处于迭代优化和完善的阶段，未来，AP将持续演进，整体将朝着实时、高性能、高可靠、高安全、标准化软件平台发展，为智能、安全、高效的汽车电子系统提供更好的标准和解决方案。
中汽创智基础软件AP专家
以下为演讲内容整理:
自动驾驶技术旨在通过传感器、高性能计算机及控制器等替代传统人为驾驶中的感知、决策与操作。据此，自动驾驶被划分为不同级别，从L0的人为驾驶到L5的全自动无人驾驶。
实现自动驾驶需构建稳固的架构体系，包括硬件、操作系统、中间件、算法和应用等，共同构成自动驾驶的基础操作系统。
现阶段，自动驾驶行业面临一些挑战。
首先，软硬件耦合度高，不同厂商间的硬件和软件解耦合，导致应用接口未标准化，增加了集成难度。同时，自动驾驶产生的大量数据需高效处理、存储和传输，对计算资源提出更高要求。
AutoSAR AP概述
针对上述问题，AUTOSAR提供了解决方案。它通过分层架构，将应用、中间件和硬件隔离，并定义标准化接口，实现模块化和分层化的软件架构，提升灵活性。AUTOSAR对SOA、OTA和标准化提供了支撑，其中SOA定义了软件的未来。
图源:演讲嘉宾素材
AP产品作为AUTOSAR的一部分，简约而高效，包括平台软件和工具链。平台软件强调标准化，涵盖信息安全、功能安全、服务通信等方面。工具链则注重自动化，通过方法论指导开发和配置，实现代码和配置的自动生成。
AUTOSAR AP的核心亮点是对以太网的支持，利用SOME/IP和DDS等技术，为SOA提供有力支撑。AP为信息安全和功能安全提供统一标准，确保平台健康运行，加密和身份认证均达到卓越水平。
面对软件定义汽车的新趋势，OTA技术应运而生，旨在增强汽车的灵活性和用户参与度。通过OTA，不仅能升级固件和应用，还能针对特定功能或配置文件进行精准升级。
关于AUTOSAR组织已定义的CP，我们为何还需定义AP？原因在于AP与CP的应用场景截然不同。AP采用C++语言，特别适用于自动驾驶和智能座舱等复杂场景，因其面向对象特性，能更高效地组织和适配各类应用。
图源:演讲嘉宾素材
从实时性角度看，AP实现软实时，而CP则为硬实时。在应用范围上，CP主要关注传统车控ECU，而AP则广泛应用于自动驾驶、辅助驾驶、车联网及座舱等领域。在升级方面，CP因升级不灵活而备受诟病。相较之下，AP支持灵活的在线升级，并将OTA标准化，极大提升了升级效率。从安全性考虑，AP目标达到ASIL-B级别，而CB则能达到ASIL-D级。在通讯方式上，AP采用以太网技术，而CP则主要依赖CAN、LIN。
AP在自动驾驶项目中的应用
在自动驾驶领域，AP通过提供软件的原子化、功能化和服务化支持，为SOA平台的构建提供有力帮助。SOA平台位于中间件和具体应用之间，包括自动驾驶、座舱和中央网关等功能，其核心是原子服务，涵盖传感器抽象服务及实时监控等。进一步，通过编排和组合这些服务，能提供整车级或域控级的强大服务，为座舱等上层应用提供有力支撑。
图源:演讲嘉宾素材
目前，我们在高速点对点项目中实践了AP的实际应用，为其提供功能适配和服务定制化的开发。主要涵盖了感知融合、地图定位、规划控制以及传感器服务抽象等功能的AP化，同时适配了OEM整车的诊断业务，如录制回放、标定观测等，强化了汽车调测能力。
由于AP标准尚待完善，当前项目中我们主要运用诊断管理进行诊断升级和汽车诊断。此外，也利用了CM模块如DDS和SOMEIP进行功能服务化，包括相机、控制器及地图定位功能的服务化，并实现了整车时间同步及升级功能。这些工作有效支撑了感知融合、地图定位等核心功能，并助力应用算法更好地集成到AP平台。
AP解决方案经验
首先，以太网、Linux及服务发现等特性对实时性构成挑战。为确保实时性，我们提出可行性方案，确保服务执行可预测，并实时响应。这需要统一资源管理机制，统筹考虑服务执行与编排，合理分配至具体主机，并预留非预约资源以保障SOA的灵活性。
其次是整车级功能安全。AUTOSAR官方监控方案与非AUTOSAR部分的融合、主机厂的参与以及不同供应商间的融合等问题亟待解决。我们需深入考虑这些问题，确保整车级监控方案的有效实施。
最后，是工具链的规范化。随着系统架构和网络设计的复杂化，工具链的多样性和复杂性日益凸显，成为主机厂和客户的成本瓶颈。因此，我们提出工具链统一化的要求，通过云化工具链、统一IDE、生成框架、交互介质和云化平台，实现整体方法论上的统一。这不仅包括统一的编辑界面风格、用户操作流程和文件格式，还希望引入AI概念，使用户无需深入了解AP或CP，即可完成相关功能的配置工作。
图源:演讲嘉宾素材
AUTOSARAP发展趋势及未来展望
AP正朝着高实时、高可靠、高安全、标准化和平台化的方向发展。首先，AP与CP虽然目前分离，但未来有望逐步融合。其次，AP的架构正在发生变化，引入整车概念。此外，随着标准的发布，AP在DDS、TSN、功能安全和信息安全等方面也在不断完善。
对于AP的未来展望，我们期待以下几个方面:一是AP与CP的架构和方法论能够深度融合，减少主机厂的配置成本；二是加强整车级的设计，特别是功能安全和信息安全方面；三是SAMEIP和DDS能够实现更规范、技术增强的应用。未来，中汽创智将继续用AUTOSAR提供更高质量的产品和服务。
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