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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