互联网架构的软件架构是否会对车用软件等传统嵌入式领域的系统架构产生影响

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转载:互联网架构的软件架构会影响车用软件等传统嵌入式领域的系统架构吗？ - 辣笔小星的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/34875160/answer/2410436442

为了回答互联网软件架构是否会影响汽车软件的传统嵌入式系统架构，我们需要讨论汽车服务软件架构SOA它会给汽车行业带来什么变化？

什么是SOA架构

↑面向服务架构SOA概念

面向服务架构SOA，即（Service-Oriented Architecture）由Gartner提出并广泛应用于互联网软件架构。目前，互联网服务协议Http等就基于SOA架构开发为各层协议提供透明的服务界面，减少外界对各层协议的影响。

SOA架构的两个特点是灵活性和业务相关性。灵活性体现在SOA当一个服务可以在架构中替换另一个服务时，只需要考虑服务界面，而不用担心底层技术的实现。业务相关性体现在SOA服务在架构上与业务密切相关，每个服务对应业务流程中的任务。

SOA架构的特点

↑传统软件架构(左)和自适应平台SOA结构(右)的差异

以服务为导向SOA软件架构具有以下特点：

\1. 可重用：多个应用程序和业务流程可序和业务流程。

\2. 松耦合：软件上层不需要知道技术实现的细节，服务之间是松耦合。

\3. 界面定义明确：界面定义基于服务描述语言，是服务交互的基础。

\4. 基于开放标准，如汽车行业SOA软件通常基于AUTOSAR开放标准开发。

基于SOA架构的AUTOSAR基于服务和接口的实现，自适应平台将比传统软件架构更加灵活，与业务密切相关。

SOA架构在汽车中的应用

↑传统的汽车电气架构(左)和软件中心架构(右)

SOA随着车辆功能的多样化，越来越多的信息需要跨域共享。而分立控制器即使已经近百个之多仍然跟不上功能的增长速度。基于智能驾驶舱、主动安全、底盘、车身和安全域控制器的架构可以降低系统的成本、重量和功耗，并依靠芯片和软件的创新快速发展。所以基于面向服务SOA域控制器架构已成为智能汽车发展的必然趋势。

↑汽车服务SOA域控制器架构

具体来说，智能汽车系统正在向服务域控制器架构发展。域控制器面向动力、主动安全、信息娱乐、智能互联、能源管理、舒适功能等服务，通过软件和数字平台可以跨域操作芯片组成的电子部件，个性化控制底盘、车身、动力、悬架等机械部件。这里的架构变化是由高计算力芯片、底层固件、最高权限监控系统和上层面向服务的各种操作系统组成的。各司其职高效运作才促成了基于域控制器架构的信息共享成为可能。

SOA结构给汽车行业带来具体变化是什么？

↑SOA结构给汽车行业带来的变化

随着汽车革命的深入发展，SOA结构给汽车行业带来的变化包括越来越多的服务软件，智能汽车逐渐成为数据决定体验和软件定义汽车的移动智能终端。基于以太网和高速公路的网关CAN自动驾驶、车身舒适、车内用户体验、车云互联、动力总成与车辆动态域控制器紧密相连。基于开放标准和松耦合服务传感器和执行器SOA管理架构。

↑基于SOA重构汽车电气架构

中国电动汽车百人会主席 以迎接新能源汽车市场化发展新阶段为主题的20222022年中国电动汽车百人会论坛高层论坛上提到：软件定义汽车的一个重要特点是，它使汽车具有自我进化的能力。它正从一个买家开始落后的死物转变为一个可以不断进化的新物种，数据驱动汽车功能的进化，从这个意义上说，数据决定体验，软件定义汽车并不夸张。也就是说，同同的汽车，相同的芯片，相同的计算能力，但丰富的数据，软件迭代进步，不仅可以不断为用户提供安全、温暖、愉快的新服务、新体验，而且根据用户的不同偏好，汽车也可以成为数千辆车的个性化产品性能。也就是说，同同的汽车，相同的芯片，相同的计算能力，但丰富的数据，软件迭代进步，不仅可以不断为用户提供安全、温暖、愉快的新服务、新体验，而且根据用户的不同偏好，汽车也可以成为数千辆车的个性化产品性能。

↑基于SOA架构软件空中升级OTA

SOA结构实施现状

麦肯锡咨询公司曾公开报告SOA架构在汽车核心部件的实施中起着重要的作用。车辆从各种传感器、发动机或电机动力单元和车身工业设计，体验娱乐平台、自动驾驶操作系统，基于云大数据分析和应用软件APP新的商业模式，如服务和车辆共享，迅速发展。

↑SOA实施汽车核心部件架构

麦肯锡在报告中还提到科技新势力没有传统造车理念的禁锢和资产存量的拖累，他们把互联网思维终端是提供服务载体的概念融入到汽车产品定义和营销模式之中。与全球主流传统车企8相比，.软件工程师占5%，科技新势力软件工程师占62%.2%占绝对主导地位。软件工程师的配置比例和投资是传统汽车公司的平均28倍。高度重视软件体验，使科技新势力在网络化、智能化、深度竞争阶段更具竞争力。

↑传统车企(上)和科技新势力(下)SOA实施对比

综上所述，我们介绍了广泛应用于互联网软件架构的面向服务SOA基于面向服务的架构SOA域控制器架构已成为智能汽车发展的必然趋势SOA架构给汽车行业的带来各种变革和实施现状。希望今天的介绍能够让大家更好地了解汽车行业数据决定体验软件定义汽车的新趋势。

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转载:互联网架构的软件架构会影响车用软件等传统嵌入式领域的系统架构吗？ - Alex Cui的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/34875160/answer/2408930827

这是2015年8月提出的一个好问题，当时没有特斯拉Model 3.汽车巨头仍然使用分布式汽车电子电气架构ECU传统的电子电的传统电子电器架构Elektrobit汽车电子电器架构的未来已经清晰的看到，说明当时国外汽车电子行业已经达成共识，但国内外信息还是很差的，当时我们还没有注意到。

回顾这个问题，汽车行业发生了翻天覆地的变化，软件已经开始定义汽车。汽车电子电气架构正在向跨域集中、整车集中转变，甚至一些自动驾驶领域的先驱也在探索汽车云计算的架构模式。

图1：汽车电子电气架构升级路径图

传统的分布式E/E在架构下，汽车采用面向信号的软件结构，ECU之间通过LIN/CAN点对点通信等总线。ECU信号收发关系和路由信息是静态的。如果要添加或升级某个功能，除了修改所有与信号相关的信号ECU除软件外，还需要修改总线的网关配置和节点数量。

因此，在传统的通信和ECU在软件架构设计中，通信网络的重点是各种信号能否准确高效地在车内收发传导。

随着汽车智能升级需求的快速增长，传统通信网络和软件架构设计中扩展性差、升级和移植成本高的问题逐渐突出。例如，如果你想添加一个新的软件应用程序或服务，你仍然需要从零开始建立一个新的基本软件环境。

所以汽车行业也借鉴IT行业发展经验开始转向服务软件架构（SOA）。

SOA（Service Oriented Architecture）软件架构不是一种特定的软件产品，而是一种软件架构设计的概念。其核心理念是以服务的形式包装每个控制器的底部功能。服务是一个独立的可执行的软件组件，并给它一个特定的IP随时调用地址和标准化接口，最后，通过自由组合这些底层功能，实现复杂的智能功能[1]。

互联网产品往往面临巨大的用户数量，日均数十亿PV的高并发，PB层次数据存储等问题的挑战需要确保系统的高可用性和弹性膨胀，并可以根据需要快速迭代和扩展，这对系统架构提出了很高的要求。

互联网架构从简单到复杂的演变经历了单体架构-集群架构-分布式架构-SOA架构-微服务架构（SOA架构进化)和最新的service mesh演进过程。

早年的服务实现和实施理念是将许多功能从开发到交付打包成大型服务单元（通常称为） Monolith），微服务的实现和实施思路强调功能趋于单一，服务单元小型化、微型化。

例如，如果我们用茶壶煮饺子，我们在茶壶里煮了很多饺子，但现在（微服务后）基本上是在茶壶里煮饺子，这些饺子是服务功能，茶壶是包装和交付的服务单元[2]。

图1:服务架构理念–微服务

我们以新增Model X以跳舞功能为例，具体说明SOA软件架构的优点：舞蹈功能的实现包括音乐、车身、前后运动等方面，与驾驶舱、车身、底盘中的多个控制器相对应。如果该功能在传统的软件架构下实现，则需要重新编译与该功能链路上所有相关的控制器软件，并通过LIN/CAN总线实现信号传输。

而在SOA在软件架构下，我们可以抽象每个控制器可以贡献的部分，如照明控制服务、语音交互服务等，然后只需要跳舞APP编写并调用上述基本服务以实现此功能。

图2：SOA软件架构与传统软件架构

SOA底层软件具有界面标准化、相互独立、松耦合等特点。这意味着，SOA原本相互分散的架构将相互分散ECU模块化和标准化相应的基本软件功能，解耦各应用区域，重新部署为分层软件架，汽车可在不增加或更换硬件的条件下通过不同的软件配置为驾驶员提供不同的服务，从而实现千人千面。

举个更形象点的例子，以前的传统汽车的分布式E/E架构好比是造好的房子，地基钢筋水泥浇筑，就再也没有办法重构了，换个窗户还差不多，换个地基可就是要拆楼了。现在的SOA架构每个模块都可以更新，他已经是个乐高搭起来的房子了。昨天还是海景别墅，明天就可以是美术馆。

无论是智能网联、还是自动驾驶都将引入大量的硬件设备以及与之对应的海量软件开发和数据运算处理工作。因此，车内的软件代码正呈指数级增长。豪华车因较高的驾驶辅助系统其软件代码行数已经超过了1亿行，未来几年内，软件代码数量将从1亿行增至3亿行，这甚至已经超过了类似于facebook的互联网社交平台的代码数量。

据测算，预计到2030年软件成本占整车 BOM（物料清单，Bill Of Material）的比重将从目前不到10%增长到50%。所以我们也可以看到车企纷纷成立软件公司。

未来存活下来的的车企，必然是匹敌互联网巨头的IT公司。

参考

1. ^SOA （面向服务架构） https://baike.baidu.com/item/SOA/2140650#viewPageContent
2. ^微服务（Microservice）是什么？为什么会出现微服务？ http://c.biancheng.net/view/4615.html